doctoks koloj - Trakya Üniversitesi
download 
Şikayet Transkript
toks koloj - Trakya Üniversitesi
Biyoloji Bölümü TOKSİKOLOJİ _____________________________________ 2008, Trakya Üniversitesi Fen Fakültesi 1 İçindekiler 1 İçindekiler...................................................................................................................................... 2 2 Toksikoloji ve Gelişimi ................................................................................................................. 4 3 TOKSIKOLOJI TANIMI VE TARIHÇESI ................................................................................. 5 3.1 Eski Çağlar............................................................................................................................... 5 3.2 Analitik Toksikolojinin Gelişimi ............................................................................................. 8 3.3 Tarihte Önemli Toksikolojik Felaketler................................................................................... 9 3.4 Klinik Toksikoloji:................................................................................................................. 12 3.5 Mesleki Toksikoloji ............................................................................................................... 12 3.6 Biyokimyasal ve Moleküller Toksikoloji .............................................................................. 12 3.7 Tanımlayıcı (Deskriptif) Toksikoloji ..................................................................................... 12 3.8 Adli Toksikoloji ..................................................................................................................... 12 3.9 Analitik Toksikoloji ............................................................................................................... 13 3.10 Ekotoksikoloji ........................................................................................................................ 13 4 TOKSİK MADDELERİN SINIFLANDIRILMASI................................................................... 14 4.1 Klasik Sınıflandırma .............................................................................................................. 14 4.2 Orijinine Göre Sınıflandırma ................................................................................................. 15 4.3 Şekillerine Göre Sınıflandırma .............................................................................................. 15 4.4 Etkilerine Göre Sınıflandırma................................................................................................ 16 4.5 Kullanım Şekillerine Göre Sınıflandırma .............................................................................. 16 5 5.1 TOKSIK MADDELERIN ETKILERI....................................................................................... 17 Toksik Maddelerin Absorbsiyonu.......................................................................................... 18 6 TOKSİK MADDELERİN ORGANİZMAYA GİRİŞ YOLLARI.............................................. 20 6.1 Deriden Absorbsiyon (Cilt Yolu)........................................................................................... 20 6.2 Sindirim Sistemi İle Absorbsiyon .......................................................................................... 21 6.3 Solunum Sistemi İle Absorbsiyon ......................................................................................... 21 7 TOSKİK MADDELERİN DAĞILIMI ve ETKİSİ..................................................................... 22 7.1 Kandaki Dağılım .................................................................................................................... 22 7.2 Dokulardaki Dağılım ............................................................................................................. 22 8 TOKSİK MADDELERİN ORGANİZMADA BİRİKİMİ ......................................................... 23 8.1 ORGANİZMADA DEĞİŞİM................................................................................................ 23 9 TOKSİK MADDELERİN ORGANİZMADAN ATILMASI..................................................... 24 10 Toksik maddelerin Etkileşimi ..................................................................................................... 25 10.1 Toplam etkileşim : ................................................................................................................. 25 10.2 Sinerjik etkileşim: .................................................................................................................. 25 10.3 Potansiyel etkileşim : ............................................................................................................. 25 10.4 Antagonistik Ters etkileşim : ................................................................................................ 25 11 KANSER OLUŞUMUNA NEDEN OLAN MADDELER ........................................................ 26 11.1 Grup 1. İnsanda Karsinojenik Etkililer:: ................................................................................. 26 11.2 Grup 2A. İnsanda Karsinojenik Etki Olasılığı Bulunanlar: ................................................... 26 11.3 Grup 2B. İnsanda Muhtemelen Karsinojenik Etkili Olanlar: ................................................ 26 11.4 Grup 3. İnsandaki Karsinojenik Etkileri Yönünden Sınıflandırılabilir Olmayanlar.............. 27 11.5 Grup 4. İnsanda Karsinojenik Etkisi Olmayanlar .................................................................. 27 12 AĞIR METAL TOKSITESI ....................................................................................................... 28 12.1 Ağır Metal Kirliliğin Sucul Canlılar ve İnsan Üzerine Etkisi............................................... 30 12.2 Ağır metallerin Hücresel Hasarları ........................................................................................ 34 12.3 Ağir Metallerin Sudaki Toksik Etkileri ................................................................................. 35 12.3.1 Elementlerin Fonksiyonları ............................................................................................. 35 12.3.2 Elementlerin Toksik Etkileri ........................................................................................... 36 12.3.3 Ağır Metallerin Toksik Etkileri....................................................................................... 36 12.3.4 Metal Zehirlenmesine Etki Eden Faktörler ..................................................................... 37 12.3.5 Mikroorganizmalarla Ağır Metal Adsorpsiyonu............................................................. 38 12.3.6 Mikroorganizmalarla ağır metal adsorblanma mekanizması .......................................... 38 12.4 Kurşun :................................................................................................................................. 40 12.5 Bakır....................................................................................................................................... 44 12.6 Çinko...................................................................................................................................... 45 12.7 Krom : .................................................................................................................................... 45 12.8 Nikel :..................................................................................................................................... 45 12.9 Kadmiyum : ........................................................................................................................... 46 12.10 Civa ...................................................................................................................................... 47 12.11 Civanın Vücutta Bulunma Şekilleri ..................................................................................... 48 12.12 Civa Bileşikleri:.................................................................................................................... 49 12.13 Alüminyum: ......................................................................................................................... 51 12.14 Antimon:............................................................................................................................... 52 12.15 Arsenik: ................................................................................................................................ 52 12.16 Selenyum:............................................................................................................................. 52 12.17 Talyum : ............................................................................................................................... 52 12.18 Balik Doku Ve Organlarinin Ağir Metallere Olan İlgisi...................................................... 52 12.19 Ağır Metallerin Aquatik Organların Fizyolojisi Üzerine Etkileri ........................................ 56 12.20 Tüm Metallerin Fizyolojik Etkileri ...................................................................................... 57 12.21 Metallerin Biyokimyasal Etkileri ......................................................................................... 57 12.22 Metallothioneinlerin Biyokimyası........................................................................................ 61 12.23 Thionein Sentez Mekanizması ............................................................................................. 63 12.24 Thioneinlerin Metal Toksikolojisindeki Rolü ve Koruyucu Etkisi ...................................... 64 13 ÖZEL ARTIKLARDAKI TEHLIKELI MADDELER............................................................... 65 13.1 Tehlikeli maddelerin özellikleri ............................................................................................. 65 13.2 Tehlikeli maddelerin etiketlenmesi........................................................................................ 66 13.3 Depolama ............................................................................................................................... 66 13.3.1 Patlayıcılar:...................................................................................................................... 67 13.3.2 Basınçlı gazlar: ................................................................................................................ 67 13.3.3 Yanıcı sıvılar: .................................................................................................................. 68 13.3.4 Yanıcı katılar: .................................................................................................................. 68 13.3.5 Oksitleyici (yakıcı maddeler): ......................................................................................... 68 13.3.6 Zehirli maddeler: ............................................................................................................. 68 13.3.7 Diğer tehlikeli maddeler:................................................................................................. 69 13.4 - 1,2 Diklorpropan (C3HgCl2); ............................................................................................... 70 13.5 Kloroform-Triklormetan (CHCl3).......................................................................................... 71 13.6 Anilin-Aminobenzol-Fenelomin-Anilinyağ(C6H7N)............................................................. 71 13.7 2.4. Toluülendiizosüyonat = 2.4-Diizosüyonattaluat = TDI 80/20, = Desmodur T6S, = T80 = Lupranat T 80 (C9H6N2O2) ................................................................................................... 72 13.8 Akrülnitril= Akrilasitnitril = Arkroilnitril = Vinülsiyonür (C3 H3 N) .................................. 72 13.9 Siyanik asiti = Formonnitril = karıncaasiti nitrili(HCN) ....................................................... 72 14 KAYNAKLAR............................................................................................................................ 74 2 Toksikoloji ve Gelişimi Toksikoloji kelime olarak “zehir bilimi”’dir. Bu yüzyılın başına kadar yeterli olan bu tanım, özellikle son 40-50 yılda bilim ve teknolojideki hızlı gelişmenin toksikoloji bilimine de yansıması sonucunda yetersiz kalmıştır. “Toksikoloji, kimyasallar ile biyolojik sistem arasındaki etkileşmeleri zararlı sonuçları yönünden inceleyen bilim dalıdır” veya “toksikoloji kimyasalların zararsızlık limitlerini belirleyen bilim dalıdır” şeklindeki tanımlar toksikolojinin günümüzdeki işlevini daha kolay anlatabilmektedir. Ancak toksikolojinin, tanımlayıcı toksikoloji, klinik toksikoloji, çevre toksikolojisi, endüstri toksikolojisi, adli toksikoloji, analitik toksikoloji ve ekotoksikoloji gibi alt dalları düşünüldüğünde her dalın işlevine göre ayrı ayrı tanımlar getirilmesinin gerekliliği ortaya çıkmaktadır. 16.Yüzyılda Paracelsus’un (1493-1541) zehiri tanımlarken kullandığı “her madde zehirdir. Zehir olmayan madde yoktur; zehir ile ilacı ayıran dozdur” şeklindeki ifade, bugünkü modern toksikolojinin de çıkış noktasıdır. Her kimyasalın doza bağımlı olarak toksik etki gösterebilmesi gerçeği toksikolojinin uğraş konusunu ilaç, kozmetik, tarım ilacı, gıda katkı maddeleri, ev temizlik malzemesi ve endüstriyel kimyasallar olarak çok geniş bir alana yaymaktadır. Bütün bu kimyasallara, organizmaya yabancı anlamına gelen “ksenobiyotik” adı da verilmektedir. 3 TOKSIKOLOJI TANIMI VE TARIHÇESI TANIM Ağız yoluyla alındığında veya herhangi bir yolla emildiğinde biyolojik sistemlerde hasar veya ölüm oluşturan maddelere “toksin” veya “zehir”, toksinlerin etkilerini inceleyen bilim dalina da “toksikoloji” denir. “Toksikoloji” terimi Yunanca ok zehiri anlamına gelen “toxikos” ve “toxikon’ ile bilim dalı anlamına gelen “logos” sözcüklerinin birlenmesiyle oluşmuştur . Fiziksel, kimyasal ve biyolojik ajanların canlı biyolojik sistemlerde yapısal ve işlevsel değişiklik şeklinde gözlenen zararlı etkilerinin kalitatif ve kantitatif olarak incelenmesi ve bu araştırmalardan sonra elde edilen verilerin insan dahil tüm yararlı canlıların zararlı etkilerden korunması ve kimyasal maddelerin güvenirliliklerinin saptanması için kullanılması ile uğraşan, multidisipliner, hem çok eski hem modern anlamda çok yeni, gelişen ve öngörüsel niteliği olan bir bilimdir. ✔ Toksikolojinin baslıca hedefleri; 1. Çeşitli Etkenlere Bağlı Toksik Etkileri Ortaya Çıkarmak, 2. Toksik etkilere ilişkin bilgileri artırmak amacıyla bilimsel araştırmalar yapmak, 3. Çevremizdeki kimyasal etkenlerin toksik etki potansiyellerini araştırarak risk değerlendirmesi yapmak, 4. Kimyasal maddelerin ve diğer toksinlerin zararlı etkilerini önlemek ve kontrol altına almaktır Toksinlerin mekanizmalarının ve etkilerinin araştırılmasında tüm temel tıbbibiyolojik ve kimyasal bilimler entegre olarak çalışmakta ve “Toksikoloji” multidisipliner bir alan olarak gelişimini sürdürmektedir. 3.1 Eski Çağlar “Zehir” sözcüğü ise İngiliz literatüründe ilk kez M.Ö. 1230 yılında ölümcül maddelerden hazırlanan ilaç ve iksir olarak tanımlanmasına karşın zehir ve zehirlenmenin tarihçesi binlerce yıl öncesine dayanmaktadır. Yüzyıllar boyu, Romalılar zamanındaki politik suikastlerden çağdaş çevre sağlığına kadar zehirler insanlığın tarihinde önemli rol oynamıştır . En eski zehirler avlanmada, savaşta ve idam cezalarının infazında kullanılan bitki ekstreleri, hayvan zehirleri ve minerallerdi. M.Ö. 1500 yıllarında yazılan Ebers Papirüslerinde arsenik, antimon, kursun, opium, mandrake, hemlock (baldıran), akonitin ve siyanojenik glikozidlerden söz edilmektedir. Bu zehirlerin mistik özellikleri olduğuna inanılıyor ve bos hurafe ve batıl inançlar içinde yer alıyordu. Socrates’in baldıran otu zehiri (poison hemlock) ile zehirlenerek öldürüldüğü bildirilmektedir Zehirlerin tanımlanması ve sınıflandırılması çabalarının başlangıcı Yunanlılar ve Romalılar zamanında olmuştur. Buna göre zehirler yavaş etki edenler (arsenik gibi) ve hizli etki edenler (striknin gibi) olarak sınıflandırılmışlardır. Roma İmparatoru Nero’nun maiyetinde bulunan Yunanlı bilim adamı Dioscorides (M.S. 40-80) Materia Medica’da zehirleri kaynaklarına göre hayvan zehirleri, bitki zehirleri ve mineral zehirler olarak sınıflandırmıştır. Zehirleme tarihin eski çağlarında da kullanılıyordu. Locusta zamanin kötü ünlü zehirleyicilerindendi. Roma İmparatoru Nero’nun annesi Agrippina tarafindan kiralanarak Nero’yu imparator yapmak amacıyla Nero’un üvey babası Claudius’u en zehirli mantarlardan biri olan Amanita phalloides’le ve üvey kardeşi Britanicus’u siyanojenik maddelerle zehirledi. Kleopatra’nin (M.Ö. 69-30) kobra yılanının zehiriyle intihar girişiminde bulunduğu ve öldüğü bildirilmektedir. Yunanlılar ve Romalılar zamanında zehirlerin tanınması, sınıflandırması ve kullanımı ile birlikte antidot geliştirilmesi için yoğun bir çaba içine girilmiştir. Bu dönemde bulunan “moli” olarak bilinen en eski antidot datura stromonium gibi zehirli bitkilere karsı kullanılan Galanthus nivalis bitkisidir. Yunanlılar alexipharmacia veya theriac adini verdikleri ve zehire karşı koruyan anlamına gelen evrensel antidotu tanımlamışlardır. Bu antidotun içinde yabani kekik, maydanoz, rezene, meru ve anmi vardı. Romalılar döneminde en iyi antidot olarak bilinen “mitridatum” örümcek, yılan, akrep ve diğer deniz canlılarının ısırma/sokmaları ve diğer zehirli maddelere karşı koruyucu olarak biliniyordu. Pontus krali Mithridates bu karışımı her gün içiyordu. Hatta Mithridates’in intihar girişimlerinin bu antidotu kullanması nedeniyle başarısız olduğu ve kendisini kılıçla öldürmesi için bir asker kiralandığı söylenmektedir. Mithridates’den sonra Roma imparatoru Nero’nun doktoru Andromachus’un hazırladığı “galen” olarak bilinen antidot zehirli yılan eti, ada soğanı, opium alkaloidleri gibi 73 maddeden oluşuyordu. Bu antidot hem profilaktik hem de tedavi amaçlı olarak kullanılıyordu. Daha sonra Damocrates, Nicolaus, amando, Arnould ve Abano gibi ünlü hekimler çeşitli antidotlar hazırladılar. Antidot hazırlayan ünlü merkezler arasında Kahire, Venedik, Floransa, Cenova ve İstanbul vardı. Bu antidotlar ancak tip profesörlerinin denetiminde üniversitelerde hazırlanabiliyordu. Antidot olarak kullanılan bu karışımların etkinlikleri ve etki mekanizmaları bilimsel olarak açıklanamadığı halde 19- 20. yüzyıl başlarına kadar yapımları devam etti. M.Ö. 5. yüzyılda absorban bir ajan olan “terra siligata” evrensel antidot olarak sunuldu. Yunan adalarında bulunan özel bir tepeden alınan kırmızı çamur halindeki bu antidot keçi kanıyla karıştırılarak hazırlanıyordu İki ünlü Bizans imparatoru Julian Apostate (M.S.331-363) ve Jovian (M.S. 334364)’in mangala konulan kömürün çıkardığı karbonmonoksid gazından zehirlendikleri ve Julian Apostate’in hafif zehirlenme sonucu iyileştiği, Jovian’in ise öldüğü bildirilmektedir Ortaçağ Paraselsus Rönensanstan önce 1198 yılında Maimonides böcek, yılan ve köpek ısırıklarına bağlı zehirlenmelerin tedavisini içeren bir kitap yazdı. Kitabında biyoyararlanımdan ve süt ve yağın barsaklardan emilimi azalttığından söz ediyordu. Ortaçağ simyagerlerinin (M.S. 1200) evrensel antidotu keşfetmeye çalışırken mayalı ürünlerinin distilasyonunu öğrendikleri ve % 60 alkol içeren alkollü içeceği buldukları söylenmektedir. Paraselsus (1493-1541) “Tüm maddeler zehirdir. İlacı zehirden ayıran dozudur.” diyerek zehirlenmelerde doz kavramını getirdi. Bugün de büyük ölçüde geçerli olan bu tanımdan kimyasal maddelere yanıtların araştırılması gerektiği, bir kimyasal maddenin terapötik ve toksik etkilerin arasında farklılık olduğu ve bu etkilerin doza bağlı olarak ortaya çıktığı sonuçları çıkarılmıştır. Paraselsus bu tanımlamayı yaptıktan sonra sifilisin tedavi seçenekleri arasında civanın kullanımının öncülüğünü yapmıştır. Rönesansin ilk yıllarında İtalyanlar zehirlenmeyi bir sanat haline getirdiler. Zehirleyiciler politikanın önemli birer parçası haline geldiler. Venedik’te bir zehirleme servisi insanları zehirlemek için kiralanıyordu. Floransa’nın il meclisi kayıtları da zehirlerin politikada kullanımının kanıtlarını içermektedir. Yine bu dönemde Madam Giulia Toffana “aqua toffana” adini verdiği arsenik içeren kozmetik ürünle 600’den fazla kişinin ölümüne neden olduğu gerekçesiyle 1719’da idam edildi. Borgia ailesi de arsenik ve fosfordan oluşan zehir karışımıyla kralların ölümünden sorumlu tutuldular. Onaltıncı yüzyılın sonlarında Fransa’da II. Henri’nin karisi olan Catherine de Medici İtalyan zehirlenme tekniklerini Fransızlara tanıttı. Zayıf, hasta ve suçluları kullandığı deneylerinde zehirin etki yeri, zamanı, klinik bulgular ve etkinliği hakkında araştırmalar yaptı. Yine Fransa’da Marchioness de Brinvilliers civa biklorür, arsenik, kursun, bakir sülfat ve antimon gibi zehirleri hastanede yatan hastalarda denedi. Bir falcı ve büyücü olan Catherine Deshayes ise 2000’den fazla sayida 0-1 yas arasındaki çocuğu öldürdü. Ayrıca arsenik, akonit, belladon ve opiumdan oluşan zehiri kocalarından kurtulmak isteyen kadınlara sattığı bildirilmektedir. Paraselsus tarafından yazılan “Madenci Hastalığı ve Madencilerin Diğer Hastalıkları” başlıklı kitapta metallere bağlı mesleki toksik etkiler tanımlandı. Ayrıca Bernardo Ramazzini tarafından yazılan kitapta (1700) mesleki toksikolojinin standartları kondu. 18.-19. Yüzyıl gelişmeleri Toksikolojinin farklı bir bilim dalı olarak gelişiminin temelleri 18. ve 19. yüzyılda atılmıştır. Zehirlere mistik yaklaşımın yerini bilimsel ve gerçekçi yaklaşım almıştır. Zehirlerin saptanması, ilaç ve kimyasal maddelerin toksik etkilerinin hayvanlarda araştırılması çalışmaları başlamıştır. Endüstrileşme sonucu oluşan istenmeyen etkiler, işyeri ve evde kaza sonucu oluşan zehirlenmelere dikkat çekilmiştir. Gastrointestinal dekontaminasyon yöntemleri ile ilgili deneysel araştırmalar başlamıştır. 3.2 Analitik Toksikolojinin Gelişimi Toksikolojiyi klinik tip ve farmakolojiden ayri bir bilim dalı olarak olarak tanımlayan Fransız hekim Bonavature Orfila (1787-1853) modern toksikolojinin babası olarak bilinmektedir. Ayni zamanda adli eksper olan Orfila zehirlenmenin kimyasal analiz ve otopsinin materyalinin önemli kanıtlar olduğunu savunuyordu. Zehirleri astrenjanlar, korozivler, akridler, septikler, uyuşturucular ve narkotikler olarak sınıflandırdığı Traite des Poisons (1814) adli eseri deneysel ve adli toksikolojinin temeli sayılmaktadır. Toksikoloji ile ilgili diğer yayınlar bu kitabi izlemiştir. Zamanın en çok kullanılan zehiri arseniğin analizi ile ilgili araştırmalar analitik toksikolojinin temelini oluşturmuştur. Toksik etki mekanizmalarına yönelik araştırmalar Fransa ve Almanya’da yoğunlaşmıştır. Froncois Magendie (1783-1855) emetin, striknin ve siyanürün etki mekanizmalarını araştırmış, öğrencisi Claud Bernard (1813-1878) ise karbonmonoksid ve kürarin etki mekanizmalarının anlaşılması için önemli araştırmalar yapmışlardır. Louis lewin (1850-1929) ilâçların farmakolojik ve toksikolojik mekanizmaları arasındaki farklılığı ilk olarak vurgulayan bilim adamıdır. Amerikali cerrah Philip Physick (1768-1837) ve Fransiz cerrah Baron Guillaume Dupuytren toksinlerin vücut dışına çıkarılmasında mide lavajini ilk öneren bilim adamlarıdır. Physick konyağı irritan sıvı olarak kullanarak opium asiri doz alımında ikizlerin midesini yıkamıştır. Dupuytren ise fleksibl bir tübe bağlı geniş bir enjektör yardımıyla mideye sıcak su verip zehirli suyu geri almıştır. İngiliz cerrah Jukes de 600 g opium tentürünü içtikten sonra 62.5 cm uzunluğunda, 1.25 cm kalınlığında tüple midesini yıkamıştır. Kendinde uyguladığı bu deney başarı ile sonuçlanmıştır. Aktif kömürün adsorbe edici etkisi Scheele (1773) ve Lowitz (1785) tarafından tanımlanmasına karşın antraks, klorozis, vertigo ve epilepsi tedavisinde kullanımı Yunan ve Romalılar dönemine uzanmaktadır. Antidot olarak kullanımına ilişkin ilk veriler Fransa’da 19. yüzyılda elde edilmiştir. Fransiz kimyaci Bertrand 1813’te aktif kömürle karıştırılmış 5 g arseniği içip yasamını sürdürerek aktif kömürün antidot olarak etkinliğini göstermiştir. Bu olaydan 18 yil sonra Fransız eczacı Touery strikninin letal dozunun 10 kati ile karıştırılmış 15 g aktif kömürü içerek yasamını sürdürmüştür. 1840 larda Garrod çeşitli hayvan modellerinde aktif kömürün etkinliğini kontrollü araştırmalarla göstermiştir. Garrod ayrıca aktif kömür/toksin oranının önemini ve erken dönemde aktif kömür uygulamasının etkinliğini de göstermiştir. İnsanlarda ilk aktif kömür etkinlik çalışmaları 1848’de Rand tarafından yapılmıştır. Olumlu araştırma sonuçlarına karşın aktif kömürün gastrointestinal dekontaminasyonda kullanıma girmesi ise 1960’larda olmuştur. Toksikologlarin en önemli çalışmalarından biri 1940’da kimyasal karsinojenlerin ortaya çıkarılmasıdır. Miller endoplazmik retikulumda karma fonksiyonlu oksidazları tanımlamış ve sitokrom p450 oksidaz enzimleri üzerindeki araştırmalar başlamıştır. 1947’de Williams’in yayınladığı “Detoksikasyon Mekanizmalari” toksinlerin detoksikasyonunda rol oynayan çok sayıda mekanizmayı açıklamıştır. 1955’te Amerika Birleşik Devletlerinde Besin ve Gıda Kurulusu (FDA) besin, ilaç ve kozmetiklerin güvenliğini sağlamak için toksikoloji ve güvenlik değerlendirme programını yasallaştırmıştır. 1959’da Du Bois ve Geilling ilk toksikoloji kitabini yayınlamıstır. 1960 yılındaki “talidomid faciasi” ilaçlarda toksikolojik araştırmaların önemini ön plana çıkarmıştır. 1970’lerden sonra çevre kirleticiler toksikoloji içinde ön plana çıkmış ve Amerika Birleşik Devletlerinde bir çevre yasasıyla toksik maddelerle savaş başlatılmıştır . 3.3 Tarihte Önemli Toksikolojik Felaketler Özellikle son yüzyıllarda toksin ve potensiyel toksin sayisi hizla arttigindan toksik felaketler giderek yaygınlaşmaktadır. Savaşlarda ve terörist eylemlerde biyolojik ve kimyasal silah kullanımı bunların arasındadır. Çağımızın önemli zehirleri geçmiştekine göre değişse de toksik maddeler yaşamımız ve sağlığımızı tehdit etmeye devam etmektedir. Endüstri ve teknolojinin gelişimiyle karşımıza çıkan çevresel toksinler bundan sonrası için de önemi yadsınamayacak tehlikeler olarak insanoğlunun karsısında duracaktır. İnsanoğlu tarihinden ders aldığı sürece geleceğe daha güvenli bakacak ve olası tehlikelere hazır olacaktır. Tablo 1. Toksikolojinin tarihçesinde önemli olaylar. KİSİ Gula Homer Aristotle Socrates Nicander OLAY İlk zehir tanrısı Ulysses’in yılan zehirli okları nasıl yaptığını yazdı. Ok zehirlerinin yapımı ve kullanımını tanımladı. Poison hemlock (Conium maculataum, baldıran otu) ile M.Ö. 470-399 zehirlenerek öldürüldü. Zehirler hakkında en eski siirlerden ikisini yazdı: Theriaca M.Ö. 204-135 ve Alexipharmacia ZAMAN M.Ö. 4500 M.Ö. 850 M.Ö. 384-322 Kral IV. Mithridates M.Ö. 132-63 Sula M.Ö. 81 Cleopatra Andromachus Dioscorides Galen Maimonides Paracelsus Pervicall Pott İlk evrensel antidotlardan biri olan mithridatumu buldu Zehirleme olaylarında kullanılan ilk yasayı çıkardı (Lex Cornelia). M.Ö. 69-30 Kobra yılanının zehiriyle intihar girişiminde bulundu. M.S. 37-68 Mitridatumu geliştirdi. Zehirleri hayvan, bitki ve mineral kaynakli olarak M.S. 40-80 sınıflandıran Materia Medica’yi yazdı. Roma imparatorları için ısırma-sokmalardan ve diger M.S. 129-200 zehirlere karşı kullanılan antidotu hazırladı, antidot kitapları yazdı. 1135-1204 Zehirler ve Antidotlari hakkında kitap yazdı 1493-1541 Toksikolojiye “doz” kavramını getirdi Baca isçilerinde meslek hastalığına bağlı skrotum 1714-1788 kanserini tanımladı Baron Guillaume 1777-1835 Dupuytren 1820 Edward Jukes 1831 P.F. Touery Bonaventure 1787-1853 Orfila Francois 1783-1855 Magendie Claude Bernard 1813-1878 Zehirlenmelerde mide yıkamasını tanımladı. Geliştirdiği tüple mide yıkamasını kendi üzerinde denedi. Striknin aliminda aktif kömürün etkinliğini kanıtladı. Modern Toksikolojinin babasi Emetini buldu, siyanür ve strikninin etki mekanızmalarını araştırdı. Karbonmonoksid ve kürarin etki mekanizmasını buldu Bu yüzyılın başına kadar kullanılan kimyasalların sayısı birkaç bin ile sınırlı idi. Bu kimyasalların büyük bölümünü de bitkisel, hayvansal ve mineral kaynaklı doğal maddeler oluşturuyordu. 20.yüzyılda organik kimya biliminde dolayısıyla kimya endüstrisindeki hızlı gelişme, kullanılan kimyasalların sayısını hızla arttırmıştır. Bugün büyük bölümü sentetik olmak üzere 80.000’in üzerinde kimyasal madde çeşitli amaçlar için kullanılmaktadır. Bu kimyasalların başlıcalar; ilaç aktif maddesi (4.000), ilaç yardımcı maddesi (2.000), kozmetik (3.000), gıda katkı maddesi (2.600), tarım ilacı (1.500) ve endüstriyel kimyasal (48.000) olarak dağılım göstermektedir. Kullanılan kimyasallara her yıl 1.000 yeni kimyasalın eklendiği hesaplanmaktadır. Sayısal artışın yanı sıra miktar olarak da hızlı bir artış söz konusudur. Birleşmiş Milletler Çevre Programı (UNEP)’ın verilerine göre Dünya kimyasal madde üretimi 1950 yılında 7 milyon ton iken, bu rakam 1970 yılında 63 milyon tona ve 1985 yılında 250 milyon tona yükselmiştir. Bugün bu rakamın 400 milyon tona ulaştığı tahmin edilmektedir. Kimyasal kullanımındaki bu hızlı artış toplumsal kemofobi olarak adlandırabileceğimiz bir gelişmeyi beraberinde getirmiştir. Kemofobinin oluşmasında kimyasal madde kullanımındaki artışın yanı sıra kimyasalların yol açtığı trajik olayların da rolü büyüktür. 1960’ların başında Talidomit adlı sedatif ilacın yol açtığı 10.000’den fazla malformasyonlu doğum, bu trajik olayların başında gelir. Talidomit faciası boyutunda olmasa dahi ilaçların yol açtığı çok sayıda epidemik olay kimyasallardan korkuyu besleyen önemli faktörler olmuştur. Kimyasalların yarattığı çevre sorunlarının anlaşılması da 1960’lı yıllarda hız kazanmıştır. Rachel Charson’ın 1962 yılında yayınlanan Sessiz Bahar (Silent Spring) isimli kitabı toplumsal kemofobinin oluşmasında önemli etkenlerden biri olarak kabul edilmektedir. Bu kitapta yer alan “insan nesli, Dünya tarihinde bugüne kadar görülmemiş bir şekilde döllenmeden ölüme kadar olan süreçte her an zararlı kimyasalların tehdidi altındadır” şeklindeki genellemeler, daha sonraki yıllarda konuya tek yönlü yaklaşımı nedeniyle eleştirilse dahi, kitabın yayınlandığı yıllarda kimyasallara karşı gelişen korkunun önemli bir kaynağı olmuştur. Bir yandan kimyasalların yarattığı tehlikeler diğer taraftan modern yaşamın sürdürülmesinde bunların artan miktarlarda kullanılma gerekliliği kimyasalların üretim öncesi ve sonrası zararsızlık limitlerini belirleyen bir bilim dalı olarak toksikolojinin önemini arttırmıştır. Bilim ve teknolojide özellikle son 30-40 yılda yaşanan hızlı gelişme toksisite olarak adlandırdığımız, kimyasalların organizmada oluşturduğu hasarın belirlenmesi ve toksisite mekanizmalarının hücresel, biyokimyasal ve moleküller düzeyde aydınlatılmasında da yardımcı olmuştur. Her gelişen bilim dalı gibi toksikoloji de alt-dallara ayrılarak gelişmesini sürdürmektedir. Uygulama alanları dikkate alındığında bu alt-dallar aşağıda belirtildiği gibi isimlendirilebilir. 3.4 Klinik Toksikoloji: Aşırı doz alimi, intihar girişimi ve kaza sonucu zehirlenmelerde, zehirlenme etkeninin tanımlanması ve ölçümü, zehirlenen kişinin tanı ve tedavisinin düzenlenmesi ile ilgilenen toksikoloji dalıdır. Zehirlenmelerin önlenmesi, evde ve hastanede tedavisini düzenler. Klinik toksikoloji de toksikoloji, klinik tip, klinik biyokimya ve farmakoloji entegre olarak çalışırlar. 3.5 Mesleki Toksikoloji Toksikoloji ile İş Sağlığı ve İş Hijyeni entegre ederek çalışır. İşyeri ve isçi güvenliği ile ilgili güvenlik önlemleri, ortam standardizasyonu ile ilgilenir. Endüstriyel alanda zehirlenme etkenlerinin güvenli sınırlarda olduğu düzeyleri belirler. 3.6 Biyokimyasal ve Moleküller Toksikoloji Kimyasal maddelerin moleküller düzeydeki (DNA, RNA, kanser genleri gibi ) etki mekanizmalarını inceler. 3.7 Tanımlayıcı (Deskriptif) Toksikoloji Deney hayvanlarında yapılan toksisite testlerini kullanarak bir kimyasalın toksikokinetiğini ve toksisite profilini ortaya çıkartan bilim dalı “tanımlayıcı (deskriptif) toksikoloji” olarak adlandırılır. Klinik Toksikoloji Kimyasal maddeler, ilaçlar ve toksinler tarafından oluşturulan hastalıkların araştırılması, eğitimi, önlenmesi ve tedavisi konularında faaliyet gösteren bilim dalıdır.Çevre Toksikolojisi Su, hava, toprak ve gıdalardaki kimyasal kirletici yükünün hızla arttığının anlaşılması çevre toksikolojisinin önemli bir bilim dalı olması sonucunu getirmiştir. Çevre toksikolojisi çevrede bulunan kimyasal kirleticilerin insan sağlığı üzerinde yaptığı hasarı inceler. Endüstri ToksikolojisiToksikolojinin işyerlerinde karşılaşılan kimyasallarla ilgili olarak işçi sağlığının korunması konusunda faaliyet gösteren dalıdır. 3.8 Adli Toksikoloji Zehirlerin suç unsuru olarak kullanılmaları binlerce yıl öncesine dayanmaktadır. Günümüzde bağımlılık yapan maddeler de dahil olmak üzere adli tıbbın konusuna giren zehirlenme olaylarında adli toksikologlar, analitik toksikoloji yöntemlerini kullanarak vücut sıvı ve dokularında yaptıkları analizler ile adalete ışık tutmaktadırlar. 3.9 Analitik Toksikoloji Kimyasalların vücut sıvı ve dokularından analizini konu alan bilim dalıdır. Aletli analiz yöntemlerindeki hızlı gelişme çok düşük derişimlerin dahi analizine imkan sağlamıştır. Analitik toksikoloji yöntemleri toksikolojinin tüm alanlarında kullanılan yardımcı yöntemlerdir. 3.10 Ekotoksikoloji Çevredeki kimyasalların zararı yalnızca insana bağlı değildir. Çevredeki hayvanlar ve bitkiler de bu kimyasallardan zarar görmektedir. Yeni bir dal olan ekotoksikoloji çevredeki kimyasallar ile hayvanlar, bitkiler ve diğer canlılar arasındaki etkileşmeleri zararlı sonuçları yönünden inceler. Toksik: Organizmaya girdiğinde hayati değişiklere neden olan maddelere denir. Vücutta farlı etkiler gösterebilir. Çeşitli etki mekanizmaları ile sağlığı bozar ve sonuçta canlıyı ölüme kadar götürür. 4 TOKSİK MADDELERİN SINIFLANDIRILMASI Toksik maddelerin farklı şekilde sınıflandırılması yapılmıştır. Genel olarak toksik maddeler alınma şekli, tip,orijini, etkilerine göre sınıflandırtmaktadır. Bir maddenin hangi miktarda etkili olduğu o maddenin biyolojik, kimyasal yada toksik olarak sınflandırlmasında önemlidir. 4.1 Klasik Sınıflandırma Toksinleri klasik sınıflandırması Gaz halindeki toksik maddeler:CO,CO2,SO2,NH3,NOx,savaş gazları Organik bazlı toksik maddeler:Arkoloidler,gluzoidler Uçucu toksik maddeler:Alkol,kloroform,benzen (genelde organik karakterli) Metaller:Civa,kurşun,arsenik,kadmiyum gibi ağır metaller Toksinlerin klasik ısnıflandırılmasında amaca yönelik bir sınıflandırma yapılmıştır. Bu amaçla gaz halinde olan toksikler, organik bazlı toksinler, kolay ucabilen toksinler, metaller başlıkları altında toksinler sınıflandırılmıştır. 4.2 Orijinine Göre Sınıflandırma Orjinlerine göre toksinler Organik kökenli İnorganik kökenli Orginlerine göre toksinler iki başlık altında toplanabilir. Organik kaynaklı olanlar ve inorganik kaynaklı olanlar 4.3 Şekillerine Göre Sınıflandırma ŞEKİLLERİNE GÖRE TOKSİNLER Gaz halindeki toksik maddeler Sıvı halindeki toksik maddeler Katı halindeki toksik maddeler Maddenin üç halinde de toksinler bulunabilir.bunlar içinde en tehlikeli olanları sıvı ve gaz halinde olanlardır. Katı halde bulunan toksinler vücut alınması için için sıvı yada gaz formuna dönüşmeleri gerekir. 4.4 Etkilerine Göre Sınıflandırma Etkilerine göre toksinler Lokal Genel Hem lokal hem de genel etkili Toksinlerin canlı üzerindeki etkileri belirli bir bölge ile kısıtlı olabilir(Lokal). Yada toksin vücut içinde farklı bir yerde etkisini gösterebilir(genel). Bazı durumlarda ise her iki etkinin aynı anda gözlendiği bilinmektedir. 4.5 Kullanım Şekillerine Göre Sınıflandırma Toksinler genel olraka belirli macaylar için kullanmaktadır. Kullanım amacına bağlı olaraka toksinler beş başlık altında toplanabilir. Kullanım şekilerine göre toksinler Endüstriyel maddeler Zirai mücadele ilaçları veya insektisitler Koruyucu maddeler Deterjanlar,dezenfektanlar Savaş Gazları Gıda zehirlenmeleri 5 TOKSIK MADDELERIN ETKILERI Organizmaya girdiğinde her toksik madde kendine özgü bir etki gösterir. Özel reaksiyonlar meydana gelir vücutta. Bu reaksiyonlar sonucu çeşitli değişikliklere uğruyor ve bir süre sonra vücuttan atılıyor yada elimine oluyor. Bu olaya toksikolojik devir denir. (vücut içine girdiği değişimlerin 5 aşaması vardır) Toksik maddelerin 5 safhası vardır. 1. Toksik Maddelerin Absorbsiyonu (Emilme) 2. Organizmada dağılım (toksik maddenin dağılı) 3. Organizmada birikim (yerleşme) 4. Organizmada değişim 5. Organizmadan atılma (elimine olma) Bütün toksik maddelerin 5 aşamaya uğrayacak diye bir şart yok. Hepsinin kendine özgü bir mekanizması var çünkü. 5.1 Toksik Maddelerin Absorbsiyonu Vücut içinde toksik maddeler etki gösterebilmeleri için öncelikle belli bir konsantrasyondan fazla olması gerekir. Bunun içinde vücuda girmesi gerekmektedir. Vücuda giren toksik maddelerin vücuda girme hızı tamamen toksik maddelerin özelliği ve organizmanın kendi özelliği absorbsiyon hızına bağlıdır. Vücuda girişi için toksik maddelerin belirli bir konsantrasyonda vücut membranlarını geçmesi lazım .Bunun içinde toksik maddelerin belirli bir konsantrasyonda vücut membranlarını geçme olayına absorbsiyon denir. Toksik maddeler vücuda girerken diğer maddelerin girdiği yolları kullanacaktır. Membranlar aşabilmeleri için 2 yolları vardır. Bunlar; 1-Difüzyon(Pasif Transport) 2-Özel transport denilen giriş yoludur. • Difüzyon: Özellikle kimyasal maddeler vücut membranından geçerken bu yolu kullanır. Difüzyon Membran 2 yüzü arasındaki konsantrasyon farkına dayanır.Çok yoğun konsantrasyonlardan az yoğun konsantrasyonlara doğru molekül gecişi olur. Difüzyon uğrayan moleküllerin fizikokimyasal özelliğine bağlı,geçiren biyolojik Membranın yapısına bağlı(kalınlık ,yoğunluk….) Difüzyon vücut içinde 2 şekilde gerçekleşir. 1. Filtrasyon 2. Basit Difüzyon • Filtrasyon = Toksik maddelerin Membran porlarını (gözenek) hidrodinamik bir gövde ya da filtrasyon süreci ile aşarlar. Membran iki yüzü arasındaki osmatik basınç ya da hidrostatik basınç farkı sonucu su porlardan geçerken içerisindeki küçük molekülleride beraberinde geçirir. • Basit Difüzyon = Membranın iki yüzündeki konsantrasyon farkına dayanan yoldur. Geçiş hızı konsantrasyon farkı ile doğru orantılıdır. Özellikle yağda çözünen maddeler bu yola vücut membranlarını rahatlıkla aşabilirler. Bazı ilaçlar vücudun bu mekanizması dikkate alınarak geliştirilmiştir. 2-Özel Transport : Bütün maddeler membranların pasif transport Üç şekilde meydana gelir. 1. Aktif transport 2. Kolaylaştırılmış Difüzyon 3. Endositoz • Aktif Transport : Toksik madde molekülleri hücre membranlarını bir özel taşıyıcı denilen özel trasportor ile kompleks yaparak hücre membranını geçerler. Konsantrasyon farkı zorunluluğu yoktur. Toksik maddeyi Membran içine taşır ve kompleks madde çarpışır bozulur sonra tekrar geri döner. Bazı ilaçların vücuda alınışı emilim yolu ile gerçekleşmektedir. Bazı maddelerin böbrek yada safra kanallarından atılmasında aktif transport yolu ile atılır. • Kolaylaştırılmış Difüzyon: Herhangi bir basınç farkına enerjiyle ihtiyaç duymadan ,trasportor yardımı ile çok yoğun ortamdan az yoğun ortama Difüzyon şeklinde gerçekleşen yöntemdir. Akciğerlerde Homoglobine oksijenin bağlanmasını bu şekilde açıklayabiliriz. Glikoz,şeker molekülleri,Ca iyonlarının da bağırsaktan atılmalarında bu yoldan yararlanılır. • Endositoz: Hücre membranı bir çukurluk oluşturarak küçük molekülleri içeren damlacıkları içine alır ve bunları sitoplazmaya geçirir. Katı maddelerin emilmesinde kullanılır daha çok olur. 6 TOKSİK MADDELERİN ORGANİZMAYA GİRİŞ YOLLARI Toksik maddeler vücuda dört ayrı yolla girerler: 1. (ABS=Absorption)Absorpsiyonla deriden, 2. (ABS=Absorption)Absorpsiyonla gözden, 3. (ING=Ingestion) Sindirim ile ağızdan, 4. (INH=Inhalation) Solunum ile ciğer-lerden. Her kimyasal madde için vücuda giriş yolu veya yolları farklıdır. Belli başlı toksik madde formları: Katı maddeler: Katı formdan toz ve fü-melere dönüşmeleri ile zararlı hale gelirler. Örneğin poliüretan köpük, yakıldı-ğında siyanür fümeleri meydana getirir. Soluma (ciğerler), sindirim (tükürük) ve absorpsiyon (deri) yoluyla vücuda girer. Tozlar: İnce katı partiküller halinde bu-lunurlar. Örnekleri; çimento tozu ve del-me işlemlerinden oluşan metal tozları-dır. Toksik maddelerin ciğerlere solun-masıyla vücuda girerler. Fümeler: Metallerin ısıtılması, buharlaş-ması ve yoğunlaşmasından oluşmuş ince partiküllerdir. Örnekleri; galvanizli metallerin kaynağı sırasında oluşan çinko oksit fümeleridir. Soluma (ciğer-ler), sindirim (tükürük), absorpsiyon (deri) yoluyla vücuda girer. Sıvılar: Asitler ve solventler, sıvı toksik maddelerdir. Örnekleri; benzen,sülfirik asit ve TCA’ dır. Absorpsiyon (deri) ve buharların solunmasıyla vücuda girerler. Buharlar: Sıvıların buharlaşması ve ka-tıların süblimasyonuyla oluşurlar. Örneği; fosgendir. Soluma (ciğerler) ve ab-sorpsiyon (deri) yoluyla vücuda girerler. Mistler: Havadaki sıvı zerrecikleridir. Örnekleri; elektrokaplamadaki asit misleri ve sprey boyamadaki solvent mistleridir. Soluma (ciğerler) ve absorpsiyon (deri) yoluyla vücuda girerler. Gazlar: Buharlaşmış olanakışkanlardan klor ve karbondioksit toksik gazlara örnek verilebilir. Soluma (ciğerler) yoluyla vücuda girerler. Toksisite şekilleri Toksisite, zararın meydana gelmesi için geçen süreye göre akut (kısa vadeli etki) ve kronik (uzun vadeli etki) olmak üzere ikiye ayrılmaktadır. Zehirli maddeler beyin ve sinirleri hedef aldıklarında nörotoksisite olarak tanımlanmaktadır. Bu etkiyi yapabilen kimya-sal madde örnekleri olarak; DDT, klorlu hidrokarbon pestisitleri, malathion, pa-rathion, GB ve VX gibi organofosfat pestisitler ve sinir gazları verilebilir. Metabolik zehirlenme denildiğinde ise; dokuların etkisiz hale gelmesi anlaşıl-maktadır. Siyanür ve flor gibi kimya-sallar bu tür etkiler yapmaktadırlar. Kronik toksisite türleri ise şu şekillerde ortaya çıkmaktadırlar:Kanser: Vücutta tümör gelişimidir. Ben-zen, benzo(a)piren, DMBA (dimetilami-nobenzen), DBCP (dibromokloropro-pan) kanser yapabilen kimyasal mad-delerden birkaçıdır. Mutajenesiz: Genetik zararın meydana gelmesidir. Teratojenesiz: Embriyo üzerinde zarar-ların meydana gelmesidir. Thalidomide, dioksinler, alkoller vb. kimyasallar tera-tojenik birer örnektir. 6.1 Deriden Absorbsiyon (Cilt Yolu) Deterjan toksik maddedir. Hava kirleticileri toksik bir maddedir.Cildin savunma mekanizmasından dolayı toksik maddelerin derinden organizmaya girişi çok yaygın değildir. Bu yolla etkili olabilmek için toksik maddelerin yağda çözünme özelliğine bağlı olarak etkili olabiliyor. Toksik maddeler deri tabakasının büyük bir bölümü yağ içerdiği için yağ içerisinde çözülerek katılabilir. Ağır metal tuzları,sinir gazı denilen (sarin) deriden absorblanma yeteneği fazla olan maddeler ,borik asit gibi gibi mineralleri iyot,bazı tarım ilaçları (DDT gibi) deriden absorbe olma yeteneği fazla.Yağ yerine bir organik çözücüde çözünenlerde derinden kolaylıkla absorbe olabilir. Klorofom,alkol…. Bunların dışında bazı fenoller yada fenolik bileşikler ,nikotin,kortizon hormonu ve yağda eriyen vitaminler doğrudan deriden absorbe olabilirler. 6.2 Sindirim Sistemi İle Absorbsiyon Zehirlenmeler en çok ağız yolu ile gerçekleşir. Ağız yolu ile toksik maddeler iki türlü etkileri vardır. a) Lokal etki (ağızdan tahriş edici bir madde aldıysak) b) Yutumu kolay,tahriş etkisi yok ancak yutulduktan sonra emilim yolu ile kana karışarak çeşitli etkilerin ortaya çıkması. Ağız yolu ile toksik maddelerin en fazla absorblanabildiği yer ince bağırsaktır. Bu arada emilim en fazladır.Neden?İnce bağırsaklarda flora oldukça zengin bu yüzden bu tür toksik maddelerin absorbsiyonu katı yada sıvı olması ile de ilişkilidir. Katı olanlar önce midede parçalanır,daha sonra mide mukonosında çözünürler ve daha sonra Katılıyor. Sıvı olanlar ise daha kolay floranın zengin olmasından dolayı çeşitli maddeler dönüşümü ince bağırsakla gerçekleştirilir. Örneğin sularda nitrat oksijen taşıyan hemoglobinin yerine nitratın bağlanması bebeklerde görülür.Mide enzimleri tam gelişmediği için nitrat mideden gitmiyor. Nitrat nitrite dönüşüyor. 6.3 Solunum Sistemi İle Absorbsiyon İki etkisi var. Tahriş etkisi var. yada direk olarak akciğerlere giderek alveollere ulaşıp ,zararlı etkilere neden olabiliyor. Bunlara örnek : CO,CO2,SOx ,aerosallar, karbontetraklorür gibi organik maddeler.Ne kadar hızlı vücuda alınırsa (cinsi,hızı)zehirlenme olayı o kadar hızlı olur. Bazı partiküllerde 2mm (bronş ve üst solunum yollarında) tutuluyor ve akciğerlere ulaşıyor ve zararlı etkisini gösteriyor. Örneğin: asbest 7 TOSKİK MADDELERİN DAĞILIMI ve ETKİSİ Toksik maddeler insan vücudundaki sıvılar ile dağılır. Dağılımı kandaki ve dokudaki şeklinde iki farklı biçimde inceleyiniz. 7.1 Kandaki Dağılım Özellikle toksik maddeler normal diğer maddelerin bağlandığı şekilde plazmaya bağlanır. Genelde plazmaya albumin molekülleri tarafından bağlanır. Bunlar plazmaya toksik maddeyi bağlayıp pasif hale getirirler. Bağlanmayan açıkta kalan maddeler zehir etkisi gösterir. 7.2 Dokulardaki Dağılım Toksik maddeler genelde kendilerine ilgi gösteren organ üzerinden dağılırlar. Bazı maddeler organ üzerinde çekilir ve etkisini gösterir. 8 TOKSİK MADDELERİN ORGANİZMADA BİRİKİMİ Dokulara dağılım gösteren maddeler kendilerine uygun ortam sağlayan dokuda birikirler TOKSİK MADDE BİRİKTİĞİ YER Organoklorlu Poliklorlu biferiler Yağ dokuları(karaciğer,beyin) (polar olmayan organik bileşikler) Kurşun,radyum,Flor Kemik Kadminyum Böbrek İyotlu Bileşikler Tiroit bezi Kan protein tarafından bağlanan bileşikler Plazma · Bazı maddeler biriktikleri yerde değil başka yerde zararlı olurlar. 8.1 ORGANİZMADA DEĞİŞİM Bir toksik madde vücuda alındığında değişim sindirim organlarında başlar. Kana karışan bir toksik madde taşındıkları organlardaki antiosidan maddeler ile değişime uğrayabilirler. Antitoksit maddeler sayesinde toksik maddelerin parçalanmaları, okside olmaları mümkündür. Bu parçalanma sonucu toksik madde zararı en aza indirilmeye çalışılıyor. Oluşan ürün başlangıçtaki üründen zararlı olabiliyor. 9 TOKSİK MADDELERİN ORGANİZMADAN ATILMASI Birikimden sonra etkiyi ortaya çıkarabilir. Bu olaylar; a) Redüstribisyon: Çok anestezik maddelerin atılım yoludur. Çevresel kirleticilerin böyle bir atılım yolu yok. b) Biyotransformasyon: Bu atılma yolu toksik maddelerin enzimlerin etkisiyle daha az zararlı veya zararsız bileşiklere dönüşme yoludur. Biyolojik dönüşüm ile zararlı etkini ortadan kaldırılması=biyottrasnformasyon c) Eliminasyon :Vücuda alınan maddeler çok değişik yolla elimine edilebilirler. Vücuda gaz halinde alınmış olan uçucu zehirli maddeler veya çeşitli gazlar solunum yoluyla atılır. Metal vb maddeler safra yoluyla Civa bağırsak kanalından dışarı atılır. Tükürük bezleri,ter,idrar,süt atılım yolarlıda önemli elimine yollarıdır. Kusma ve ishalle toksik madde büyük bir yüzdesi dışarı atılır. Böbrek,karaciğer,safra DDT elimine edilmesinde önemlidir. Gözyaşı ise iyotlu maddelerin dışarı atılmasını sağlar. Ter bezleri ve deri yollu ,bromür,iyodür,arsenik gibi maddelerin atılmasını sağlar. Süt kanalları da bir çok maddeyi dışarı atar. Süt kanalı ile ,alkol,eter,potasyum iyodür gibi birçok madde atılır. 10 Toksik maddelerin Etkileşimi İki veya daha fazla toksik madde varlığında zehirlilik için 4 şekilde etkileşim söz konusudur: 10.1 Toplam etkileşim : Birbirinden bağımsız olarak etki eden iki bileşikten her birinin etkisi tek başlarına etki etmeleri halinde ortaya çıkacak olan etkiye eşittir. Eğer bir kişi her bir maddeden de 1 birim alırsa toplam etki 1+1=2 olacaktır. 10.2 Sinerjik etkileşim: İki veya daha fazla toksik madde birlikte etkidiklerinde ayrı ayrı etkilerinin toplamından daha büyük bir etki yaratırlar (1+1=10). Buna örnek olarak; sigara içimi ile asbest, halojenli solventler ile (karbontetraklorür gibi) alkol verilebilir. 10.3 Potansiyel etkileşim : Biri toksik diğeri aktif olmayan madde toksik bileşenin etkisinden daha büyük bir etki yaratacak şekilde etkileşimde bulunurlar. (1+0=5) 10.4 Antagonistik Ters etkileşim : Bir maddenin etkisinin diğer maddenin etkisini azaltması ile ortaya çıkar. (1+1=1/2) Örneğin Balıklar ortamdaki Zn Cd eliminasyonu (alımı) azaltır. Zn ile Cd arasında antagonistik bir ilişki vardır. 11 KANSER OLUŞUMUNA NEDEN OLAN MADDELER Metabolizmaya giren tüm toksinler hedefledikleri doku yada dokularda hasar yaparlar. Özelikle ağır metaller insanda belirli dokularda etkilerini gösterdikleri bilinmektedir. Metal Be Cd Metallerin Karsinojenik Etkileri Deney Hayvanlarında Metallerin Karsinojenik Etkileri Deney Hayvanı Tümör Bölge Fare, sıçan, maymun Osteosarkom Karsinoma Kemik Akciğer Fare, sıçan, tavuk Sarkoma Teratoma Enjeksiyon bölgesi Testisler Co Sıçan, tavşan Sarkoma Enjeksiyon bölgesi Kr Fare, sıçan, tavşan Sarkoma Karsinoma Enjeksiyon bölgesi Akciğer Fe Hamster, fare, sıçan, Sarkoma tavşan Enjeksiyon bölgesi Ni Fare, sıçan, kedi, Sarkoma Karsinoma hamster, tavşan Karsinoma Kobay, sıçan Enjeksiyon bölgesi Pb Fare, sıçan Karsinoma Böbrek Ti Sıçan Sarkoma Enjeksiyon bölgesi Zn Tavuk, sıçan, hamster Karsinoma Teratoma Akciğer Böbrek Testisler International Agency for Research on Cancer (IARC), kimyasal maddeleri insandaki karsinojenik etki risklerine göre beş gruba ayırmıştır: 11.1 Grup 1. İnsanda Karsinojenik Etkililer: Arsenik ve bileşikleri, kadmiyum, krom (6 değerli), nikel ve bileşikleri bu gruptadır. 11.2 Grup 2A. İnsanda Karsinojenik Etki Olasılığı Bulunanlar: Cisplatin bu grupta yer almaktadır. 11.3 Grup 2B. İnsanda Muhtemelen Karsinojenik Etkili Olanlar: • Kurşun ve anorganik bileşikleri bu gruptadır. 11.4 Grup 3. İnsandaki Karsinojenik Sınıflandırılabilir Olmayanlar Etkileri Yönünden 11.5 Grup 4. İnsanda Karsinojenik Etkisi Olmayanlar Karsogenik maddeler Fiziksel,Kimyasal Ajan Kanser Tipi Görülme sıklığı Arsenik Akçiğer, Deri Nadir Asbestos Mesothelioma, Akçiğer Sık olmayan Benzen Myelogenous leukemia Sık Diesel yakıt Akçiğer Sık Formaldehyde Burun, nasopharynx Nadir Yapay fibriller Akçiğer Sık olmayan Ionizing radiation Kemik iliği, diğer organlar Sık Mineral yağlar Deri Sık Nonarsenikl Pesticides Akçiğer Sık Boyalar Akçiğer Sık olmayan Polychlorinated Biphenyls Karaciğer, Deri Sık olmayan Radon (alpha Patiküleri) Akçiğer Sık olmayan İs Deri Sık olmayan Tablo çeşitli toksik maddeler ile insan hedef doku ve organları Arsenik Akciğer,Deri,Karaciğer Asbest Akciğer,Böbrek Benzen Lösemi Berilyum Akciğer Kadmiyum Akciğer Krom Akciğer Nikel Akciğer Radan Akciğer Vinilklorür Akciğer,Karaciğer PAH Akciğer,deri 12 AĞIR METAL TOKSITESI Ağır metaller atom ağırlığı 63.546 ile 200.590 arasında olan elementlerdirler. Ağır metallerin özgül ağırlıkları 4’ten büyüktür. Canlı organizmaların vücutlarında Cu, Co, Fe Mn, Mo, V, Se ve Zn gibi ağır metaller eser miktarda bulunur. Ancak kadmiyum, krom, cıva, kurşun, arsenik gibi bazı ağır metallere gereksinim göstermezler ve yapılarında bu metaller yoktur Gelişmiş ve gelişmekte olan ülkelerde ağır metallerin üretiminin ve gereksiniminin sürekli artış göstermesi, bunların çevreye yayılma ve bulaşma olasılığını artırmaktadır. Bir element gerek maden cevheri halindeyken gerekse işlenirken doğaya karışabilmektedir. Ayrıca, tarımda yüksek üretim için gübre kullanımının artması yukarıdaki olasılığı daha da artırmaktadır. Son hesaplamalara göre günümüze kadar yaklaşık 0.5, 20, 240, 250 ve 310 milyon ton As, Cd, Pb, Zn ve Cu çıkarılmış ve biyosfere bırakılmıştır. As, Cd, Pb, Cu ve Zn’un antropojenik kaynaklarının ise sırasıyla 22000, 73000, 400000, 56000 ve 214000 ton civarında olduğu hesaplanmıştır (Öztürk ve ark., 1992). Genel olarak antropojenik kaynaklardan ağır metal girişi, doğal kaynaklardan olan girişin birkaç kat üzerindedir. Bu durum, insan etkenliklerinin tüm dünyadaki ağır metallerin döngülerini arttırdığı göstermektedir. Japonya'da İtai-itai ve Minamate hastalıklarının ortaya çıkmasıyla ağır metaller ilgi odağı haline gelmiş bu konuda yapılan çalışmalar son 30 – 40 yılda artış göstermiştir. Günümüzde çevreye verilen toksik maddeler doğanın dengesini bozacak düzeye ulaşmıştır. Antropojenik işlevlerin yoğun olduğu kentsel alanlardan ve çeşitli endüstri kuruluşlarından çevreye yayılan toksik maddeler su, hava ve toprak kirliliğinin başlıca nedenlerindendir Cu, Zn ve Fe gibi elementleri canlılarda normal gelişim ve biyolojik işlevlerin sürdürülebilmesi için gerekli olan eser derişimlerin üstünde bulunmaları durumunda sucul organizmalarda olumsuz etkiler yapmaktadırlar. Cd ve Pb gibi gerekli olmayan elementlerin düşük derişimlerde bile toksik etki yaptıkları çeşitli araştırmacılar tarafından bildirilmiştir Bazı temel metabolik fonksiyonların yürütülebilmesi amacıyla az miktarda gereksinim duyulan Cu ve Zn gibi ağır metallerin ortamdaki derişimlerinin artması, öncelikle metabolik aktivitesi yüksek olan organlarda birikmesine, diğer taraftan da enzimlerin aktif bölgelerini bloke ederek organizmada toksik etkilerin ortaya çıkmasına neden olmaktadır Şekil ağır metallerin doğada yayılma yolları Çevrenin kirlenmesi artarak devam etmektedir, buna karşın kaynakların gittikçe daraldığı günümüzde özellikle ekonomik önemi olan canlıların kirlilikten nasıl etkilendiğinin bilinmesi zorunluluk haline gelmiştir. Günümüzde çevreye verilen toksik maddeler doğanın ekolojik dengesini bozacak düzeye gelmiştir. Kirliliğin önemli kaynaklarından birisi olan ağır metal içeren atıklar en çok su ortamlarına verilmektedir. Su ortamına giren ağır metaller, ortamdaki canlılar ve dip sedimentinde birikirler veya suda asılı partiküllere bağlı olarak bulunurlar. Sudaki birçok canlının dokularındaki ağır metal birikimi, söz konusu metalin sudaki derişiminden daha yüksek olabilir. Şekil Periyodik taplodaki metaller Periyodik tablodaki 105 elementin yaklaşık 80’ini metaller oluşturur. Birçok metal, insan ve hayvanlar için esansiyeldir. Esansiyel olanlar, eksikliklerinde olduğu gibi fazla miktarlarda alındıklarında da vücut homeostazini bozarak toksik etki oluşturabilirler. Bugün “endüstriyel metaller” olarak nitelendirilen yaklaşık 50 metal ve alaşımı çeşitli amaçlarla kullanılmaktadır. Ayrıca metaller ve tuzları tıpta ve veteriner hekimlikte ilaç, pestisit (fungusit, insektisit, herbisit, rodendisit gibi) olarak da kullanılmaktadır.30 civarında metalin insanlarda toksisite oluşturduğu bilinmektedir. İnsan vücudu için esansiyel olan ve olmayan metaller başta besinler olmak üzere diğer bazı yollarla (su, hava gibi) alınmaktadır. Böylece “vücut metal yükü “ oluşmakta; bazıları ise (alüminyum, kurşun ve kadmiyum gibi) yaş ile birikerek vücuttaki konsantrasyonları artmaktadır. 12.1 Ağır Metal Kirliliğin Sucul Canlılar ve İnsan Üzerine Etkisi Çevrenin kirlenmesi artarak devam etmektedir, buna karşın kaynakların gittikçe daraldığı günümüzde özellikle ekonomik önemi olan canlıların kirlilikten nasıl etkilendiğinin bilinmesi zorunluluk haline gelmiştir. Günümüzde çevreye verilen toksik maddeler doğanın ekolojik dengesini bozacak düzeye gelmiştir. Kirliliğin önemli kaynaklarından birisi olan ağır metal içeren atıklar en çok su ortamlarına verilmektedir. Su ortamına giren ağır metaller, ortamdaki canlılar ve dip sedimentinde birikirler veya suda asılı partiküllere bağlı olarak bulunurlar. Sudaki birçok canlının dokularındaki ağır metal birikimi, söz konusu metalin sudaki derişiminden daha yüksek olabilir.. Periyodik tablodaki 105 elementin yaklaşık 80’ini metaller oluşturur. Birçok metal, insan ve hayvanlar için esansiyeldir. Esansiyel olanlar, eksikliklerinde olduğu gibi fazla miktarlarda alındıklarında da vücut homeostazını bozarak toksik etki oluşturabilirler. Bugün “endüstriyel metaller” olarak nitelendirilen yaklaşık 50 metal ve alaşımı çeşitli amaçlarla kullanılmaktadır. Ayrıca metaller ve tuzları tıpta ve veteriner hekimlikte ilaç, pestisit (fungusit, insektisit, herbisit, rodendisit gibi) olarak da kullanılmaktadır.30 civarında metalin insanlarda toksisite oluşturduğu bilinmektedir. İnsan vücudu için esansiyel olan ve olmayan metaller başta besinler olmak üzere diğer bazı yollarla (su, hava gibi) alınmaktadır. Böylece “vücut metal yükü “ oluşmakta; bazıları ise (alüminyum, kurşun ve kadmiyum gibi) yaş ile birikerek vücuttaki konsantrasyonları artmaktadır. Tablo temel endüstrilerden atılan metal türleri Cd Cr Cu Hg Pb Ni Sn Zn Kağıt Endüstrisi - + + + + + - - Petrokimya + + - + + - + + Klor-alkali Üretimi + + - + + - + + Gübre Sanayi + + + + + + - + Demir-Çelik San + + + + + + + + Enerji (Termik) + + + + + + + + + - - - - - - - Üretimi Tekstil sanayii Tablo Su ürünlerinin kabul edilebilir ağır metal değerleri. Ürün Cinsi Ag Hg Cd Pb Cu Zn Balık 1,00 0,50 0,10 1,00 20,0 50,0 Yumuşakça 1,00 0,50 0,10 1,00 20,0 50,0 Kabuklu 1,00 1,00 0,10 2,00 20,0 50,0 Canlılar için uyumlu olan metaller Bol bulunanlar Ağır ve eser elementler Na Cu Zn Ca Fe Cr K N Sn Canlı vücuduna girince zararlı olan metallere toksik metaller denir. Metaller çok çeşitli yollarla insan vücuduna girebilir. Toksik maddeler yer kabuğunda az bulunan elementlerdir. Bunların dışında kalan metaller direk çevreyi etkiler. Kurşun ve civa bünyeye girmeyen,girince zararlı olan maddelerdir. Yüksek konsantrasyonlardaki ağır metallerin nehirlerle yada yoğun yağmurlarla denize girmesinin sonucunda ortaya çıkacak durum çok sayıda temel faktöre bağlı olarak değişir. Konsantrasyonu azaltmada seyreltmenin etkisine ek olarak ağır metallerin deniz suyundan uzaklaştırılması 3 yolla olur. Bunlar; • Prespitasyon ( Çökelme ) • Adsorbsiyon ( Yüzeyde tutunma ) • Deniz organizmaları tarafından Absorbsiyon dur ( Emilim ). Bir metalin sudaki konsantrasyonu metal ve sudaki bulunan anyonlar ( Örnek Karbonat hidroksit veya Klor) arasında oluşabilecek en az çözünebilir bileşiğin çözünürlüğünden daha yüksek ise Prespitasyon oluşur. Ağır metaller genelde eşit derecede kolaylıkla absorbe edilmediği saptanmıştır. Örneğin Çinko , Bakır ve Kurşun gibi metaller Manganez-di-oksit tarafından kolaylıkla tutunur. Gümüş ise iyi absorbe edilemez, Krom Demirin varlığında kolaylıkla çökebilen trivalent şekle indirgenmedikçe kromat olarak absorbe edilemez. Farklı ağır metaller eşit derecede çökelti oluşturmadığından veya absorbe edilmediğinden bazı metaller kaynaklarından farklı mesafedeki sedimentlerde birikebilirler. Buna karşın cözelti içinde bulunan metaller daha uzak alanlara yayılabilirler. Ağır metallerin deniz organizmaları tarafından biriktirilebilme yolu ile de (Absorbsiyon ) deniz suyundan uzaklaştırılırlar. Birçok su organizması dip sedimentlerinde yaşar ve beslenirler. Doğal olarak bu metalleri absorbe ederler. Bu nedenle deniz organizmalarının yalnız çözelti içindeki metali doğrudan veya besin zinciriyle aldıkları kabul etmek yanlış olacaktır. Şekil Essensiyel elementler ile toksik olan ağır metallerrin canlılar üzerinde etkileri. Ağır metaller ve diğer kimyasal atıklarla kirlenmiş sucul alanların bu toksik madde konsantrasyonlarının balıkçılık yapılan yerlerde kontrol edilmesi ve belirli miktarları aşmaması gerekir. Ağır metaller balıklar üzerine direkt etki yaparlar. Çeşitli hayvanlarda ve insanların önemli organlarında birikerek toksik etki yaparlar. Metal ve metalik kirlenme sularda çok bulunur. Atmosfere verilen metal kar,yağmur gibi faaliyetler ile geri dönerler. Su kaynaklarına böylece ulaşırlar ve kirliliğe neden olurlar. Parçalanamazlar fakat metaller farklı formlarda dönüşüp sularda daha zararlı olabiliyor. Bölgeden bölgeye yayılabiliyorken etkili faktör rüzgardır veya yağışlarda olabilir. Metalik kirlenmede önemli bir olay toksik maddelerin gıdalarda birikmesidir. İnsan vücuduna kurşunlu bileşik alırsak 4 yıl sonra ancak atılabilir. Kadminyum yarı ömrü=200 gün Canlı Bünyesinde Olmayanlar Çok tehlikeli Tehlikeli olabilir Hg Cu Sn Pb Ba Mn Be Zn Cd Civa yarı ömrü =70 gün 12.2 Ağır metallerin Hücresel Hasarları Ağır metallerin hücre ve hücre organellerine üzerinde etkisi hücreden, hücreye ve ağır metal ağır metale farklılık gösterir. Genel olarak bakıldığında ağır metallerin benzer olan metabolizma içinde fonksiyonu olan eser elementlerin yerine geçerek hücrede eser elementlerce yapılan işlemleri durduğu bulunmuştur. Örneğin Cd benzer elektron dizilimi benzeyen Zn yerine geçerek hücre içinde koenzim, kofaktör görevlerini sekteye uğratabilir. Başka hasar tipi III değerlilikli Kr çekirdek içinde hasarlara yol açmasıdır. Birçok ağır metal hücre içi dengenin kurulmasında hayati önemi olan Na, K, Ca gibi elementler hücre zarında fizyolojik rekabete girer bunun sonunda bu iyonlara bağlı olan bir fizyolojik olay bloke olur. Şekil Ağır metallerin benzer yük ve yapıdaki elementlerin kullandıkları yollarla membran geçmeleri Ağır metallerin başka bir etkisi serbest radikal ile hücre zarı geçirgenliği bozmalarıdır. Özelikle Hg, Pb gibi toksitesi yüksek olan ağır metaller bu yolla etkilerini gösterirler. Arsenik, Mo, Kr gibi diğer bazı ağır metallerin mitokondri ve hücre enerji üretim sistemi üzerinde etkileri vardır. Şekil 3: Ağır metallerin hücre etki mekanizması 12.3 Ağir Metallerin Sudaki Toksik Etkileri 12.3.1 Elementlerin Fonksiyonları Kültür suyunun iyonik yapısı su hayvanlarının metabolizma prosesleri üzerinde hayati bir rol oynar. Elementlerin elektrokimyasal, katalitik Ve yapısal olmak üzere üç fonksiyonu vardır. Elementler, metabolik enerji kaynağı olarak kullanıldıklarında, elektrokimyasal olarak rol oynarlar. Bütün temel elementler enzim aktivatörleri olarak davranırlar ve biyokimyasal reaksiyonları ayarlamaya yardım ederler, işte o zaman katalitik olarak rol oynarlar. Protein ve aminoasitler gibi maddelerin sentezinde pek çok element gereklidir. Bu ise elementlerin yapısal fonksiyonudur ve element son ürünün vazgeçilmez bileşenidir. Bilinen elementlerin çoğu tabii sularda bulunurlar. Pek çoğunun ölçülebilir etkileri yoktur ve muhtemelen çok önemli değildirler. Verilen bir X elementinin sudaki canlılar için önemi şu faktörlere bağlıdır: a) Eğer X elementi yoksa organizma büyüyemez ya da hayat çevrimi-ni tamamlayamaz. b) Başka bir element X in yerini alamaz , c) X organizmanın metabolik fonksiyonlarını direkt olarak etkiler Elementler hayvanlara iki mekanizma ile girer: basit difüzyon ve aktif olarak alma. Difüzyon olayında bir iyon sudaki yüksek konsantrasyonlu bölgeden hareket ederek daha seyreltik olan hücre sıvısına geçer. Aktif olarak alınmada ise, organizmada bir elementin konsantrasyonu düşünce o element sudan seçimli olarak ekstrakte edilir. Bu olay, temperatüre sıkı sıkıya bağlıdır ve 10 °C lik bir sıcaklık artışı absorpsiyonu %100 azaltır. Aktif olarak alma, mevcut oksijene de bağlıdır. Solunma engellendiğinde ortadan iyonlar aktif olarak alınır. 12.3.2 Elementlerin Toksik Etkileri Pek azı dışında, saf tuz çözeltileri su hayvanları için toksikür. Deniz suyundaki elementler, ancak iyonlar arası rekabetin tek bir iyonun zehirli etkisini ortadan kaldırdığı dengeli kombinasyonlarda besleyici ve hayatı devam ettirici özelliktedirler. Çok değerli iyonlar iki veya tek değerli iyonlardan daha kolay alınırlar. Bu hem katyon hem de anyonlar için gerçektir. Bir hücre içindeki adsorpsiyon rekabeti aynı özellikteki iyonlar arasında görülür. Örneğin gerçek bir rekabet K+ ve Rb+, Ca+2 ve Sr+2 gibi iyonlarda görülür. Bu gibi durumlarda ortamdaki bir iyonun fazlalığı diğer iyonun alınmasını azaltır. 12.3.3 Ağır Metallerin Toksik Etkileri Pb, Hg, Cu, Zn gibi ağır metaller suda çok az miktarlarda bulunurlar. Bunların hepsi su hayvanları için toksiktir. Çoğu 1 ppm sınırında öldürücüdür. Çinko normal miktarlarda bazı enzimatik fonksiyonlar için gereklidir ve birçok proteinlerde yapı elementi olarak bulunur. Bakır bazı enzimlerde bulunur ve pek çok omurgasızın kan proteininde solunum pigmenti halinde mevcuttur. Çinko ve bakır özellikle deniz balıklarındaki protozonlardan meydana gelen hastalıkların tedavisinde kullanılır. Burada metalin toksik etkileri bir süre sonra CaCO3 ile çökelmeyle giderilir. Çinko ve bakır balıklarda aşırı salgılanmaya neden olur ve balıklara zararlı olan bazı organizmaları öldürürler. Kelatlaşma bakırın balıklara karşı zehirliliğini azaltır. Örneğin sitrik asitle kelatlaşan CuS04 daha az toksiktir. pH = 6-8.5 arasında kelatlaş-ma bakırın %90 ının suda çözülmüş kalmasını sağlar. Kelatlaşmış bakır, bakırın uzun süre çözülmüş miktarlarda kalması istendiğinde denizde uygulanır. Fakat birçok bakteriler, hastalıktan koruyucu düzeylerde bakıra direnç gösterdiklerinden organik kelatları tedricen bozundururlar. Böylece Cu+2 iyonları karbonat iyonlarıyla birleşerek çöker. Balıklarda görülen ağır metal zehirlenmelerinde bakır, solungaç yüzeylerinde çözünmeyen organometalik bileşikler oluşturur. Başka bir görüşe göre solungaçlar içindeki proteinler kimyasal bozunmaya uğrar. Ayrıca bakırın, deniz balıklarının kan ve dokularında toplandığı gözlenmiştir. Pb(NO3)2, ZnSO4 ve HgCl2 çözeltilerine konmuş bazı tatlı su balıklarında soluma hızının arttığı görülmüştür. Bu esnada oksijen harcama hızında düşme olur. Artan soluma hızı bakırla muamele edilmiş sulardaki balıklarda gözlenir. Ağır metaller solungaç üzerine çökerler ve salgıyı pıhtılaştırırlar. Böylece Oksijen alınma zorlaşır. 12.3.4 Metal Zehirlenmesine Etki Eden Faktörler Ağır metallerin toksisitesi pH, çözünmüş oksijen, temperatür, balığın büyüklüğüne oranla çözeltinin hacmi, çözeltinin yenilenme frekansı, çözeltideki diğer maddeler ve sinerjetik etki gibi faktörlere bağlıdır. Suyun pH ı en önemli faktör olabilir. Tatlı sular deniz suyundan biraz daha zayıfça tmaponlanmıştır ve bu işlem görmüş tatlı su sistemlerinde ağır metal toksisitesinin etkileri görülür. Ağır metallerin destille ve yumuşak sularda sert ve bazik sulara göre daha toksik olduğu sanılmaktadır. Yüksek miktarda çözünmüş oksijen bakırın toksik etkilerim bir dereceye kadar azaltarak solunumu kolaylaştırır. Su yüzeyinin kuvvetli bir şekilde karıştırılması suyun pH ini düşürecek ve bakın çözünür halde tutacak olan serbest CO2 birikimini önler. Sıcaklık artışı ağır metallerin balıklara karşı olan toksikliğini çoğaltır. Kurşun tuzlarının toksisitesi su miktarı azaldıkça ve balığın büyüklüğü arttıkça azalır. Ayrıca kurşun salgıyla balık üzerinde çöktürülerek zehirliliği giderilir. İşleme sokulan suyun sık sık değiştirilmesi de toksisiteye etki eden bir faktördür. Eğer su değiştirilmezse balıklar salgı salarak metal iyonlarım çöktürerek kısmen toksisiteyi azaltırlar. İki ağır metal ya da bir ağır metalle başka bir madde arasındaki sinerjik etkiye gelince örneğin bakır - çinko kombinasyonları bazen tek başına çinko veya bakırdan daha zehirlidir. Başka bir örnek ise bakır ile amonyaktır. Bakır-2- iyonlarının amonyağa karşı affinitesi büyüktür. Bu iyonlar NH3 ile birleşerek [Cu (NH3)4]+2 bakır tetramin kompleksi verir. Cu+2+4NH3 [Cu (NH3)4]+2 Bu kompleks toksisite olarak bakıra eşdeğerdir. 12.3.5 Mikroorganizmalarla Ağır Metal Adsorpsiyonu Genel Canlı hücrelerin, sulu çevrelerinden metal katyonlarını toplayarak, hücre içinde biriktirmeleri bilinen bir özellik olmasına rağmen, mikroorganizmaların ağır metal iyonlarını seçici olarak alıkoyma özelliği üzerindeki çalışmalar yenidir. Ağır metaller bitkilerin hücre duvarlarından veya hayvanların hücre zarlarından biyolojik sistemlere girmekte, bitki hücrelerinde vakuollerde depolanmakta ve enzimlerle birlikte pek çok yaşamsal faaliyeti düzenlemektedirler (Pekin, 1979; Pekin, 1980). Öte yandan krom, kurşun, civa, bakır, çinko gibi ağır metallerin aşırısının yaşayan hücreler üzerinde toksik bir etkiye sahip oldukları da bilinmektedir. Nitekim sınır değerlerin üzerindeki ağır metal derişimleri aktif çamur proseslerini deaktive etmektedir( Macaskie and Dean, 1989). Gerek ağır metallerin toksik etkisi ve gerekse mikroorganizmalarla ağır metal adsorbsiyonunun mekanizmasının tam olarak açıklanamaması, konunun günümüze değin bir fenomen olarak anılmasına yol açmıştır. Gerçekten de mikroorganizmalarla ağır metal adsorbsiyonun mekanizması incelendikce, kullanılan mikroorganizmanın hücre yapısına bağlı olarak değişik mekanizmaların etkili olduğu sonucu elde edilmiştir. 12.3.6 Mikroorganizmalarla ağır metal adsorblanma mekanizması Mikroorganizmalarla metal adsorbsiyon kinetiği iki basamaktan oluşur. Birinci basamak organizma yüzeyinde fiziksel adsorbsiyon veya iyon değişimidir. Bu basamağa genellikle pasif giderim denir. Bu basamak çok hızlıdır ve mikroorganizma metal ile etkileştikten kısa bir süre sonra denge oluşur. Hızlı giderme genellikle yüzey adsorbsiyonu sonucudur (Ting and et. al 1989; Brady and Duncan, 1994). Mikroorganizmanın, sulu ortamdan hücre yüzeyine metal adsorblamasını açıklamaya çalışan çeşitli hipotezler ileri sürülmektedir. Bunlardan ilki; i. Metal iyonları hücre yüzeyindeki negatif yüklü reaksiyon alanları ile kompleks oluşturarak ve/veya pozitif yüklü reaksiyon alanları ile yer değiştirerek adsorblanabilir. Bu olaya iyonik adsorbsiyon adı da verilir. Hücre duvarındaki polisakkaritler, sülfat, amino ve karboksil gruplarını içerir. Algal polisakkaridlerin çoğu, örneğin kahverengi ve kırmızı deniz alglerinin yapısal bileşeni sodyum, potasyum, kalsiyum ve magnezyum gibi metal katyonlarının tuzlarından oluşmaktadır. Çift değerlikli metal iyonları, polisakkaritlerin aynı yüklü iyonlarıyla yer değiştirir (Tsezos and Volesky, 1981). ii. Önerilen ikinci hipotez ise, bazı mikroorganizmaların hücrelerinin dış zarlarından uzanan polimerler sentezleyebildikleri, bu polimerlerin çözeltiden metal iyonlarını bağlayabilme yeteneğine sahip olduklarıdır (Tsezos and Volesky 1981; Norberg and Persson, 1984). iii. Hücre duvarındaki proteinler metali bağlamak üzere aktif bölgeler oluştururlar. Ağır metallerin proteinlere karşı kuvvetli ilgisi vardır. Proteinlerin peptid bağlarının azot ve oksijeni, hidroksil, amino, fosfat gibi grupları, iyonların metal iyonları ile yer değiştirmesi için uygundur (Tsezos and Volesky, 1981; Crist et. al. 1981). Amfolit karakterde olan proteinlerinde, molekülün türüne göre belirli bir izoelektrik pH' ı vardır. Pozitif yüklü metal iyonlarının izoelektrik noktanın altında katyonik bir karakter taşıyan protein moleküllerinin içerdiği grupların aynı yüklü iyonlarıyla yer değiştirdikleri, izoelektrik noktanın üstündeki pH'larda ise negatif yüklü reaksiyon alanlarıyla kompleksler oluşturarak adsorblandıkları düşünülebilir (Sağ and Kutsal, 1995). Dolayısıyla ortam pH'ının ağır metal adsorbsiyonunda etkin bir parametre olması öngörülebilir. iv. Bazı mikroorganizmaların yüzeylerinde yüksek molekül ağırlıklı polifosfatlar veya kimyasal olarak bunlara benzeyen gruplar, metali kompleksleri şeklinde kendilerine bağlarlar. Örneğin Citrobacter cp hücrelerinde bulunan organik fosfattan, inorganik fosfatı serbest bırakan fosfataz enzimi ağır metalin, hücreye bağlı metal fosfat olarak çökmesini sağlar (Macaskie and Dean, 1987; Macaskie and Dean, 1989). Günümüze değin yapılan çalışmalar göstermektedir ki kullanılan mikroorganizmanın hücre tipi ve içerdiği temel bileşenler metal adsorbsiyon mekanizmasını belirlemektedir. Metal alımında ikinci basamak, metal iyonlarının hücre zarından içeri taşınımını da içeren, metabolik aktiviteye bağlı, daha yavaş, hücre içi giderim basamağıdır. Bu basamağa aktif giderim denir (Ting and Lawson, 1989). Isısal veya kimyasal yöntemlerle öldürülmüş mikroorganizmalarla yapılan, adsorbsiyon işlemi "biyosorpsiyon" olarak tanımlanmaktadır (Ting and Lawson, 1989) Biyosorpsiyon aslında fiziksel ve kimyasal adsorpsiyon, iyon değişimi, koordinasyon, kompleksleşme, mikroçökelme vb. gibi bir çok pasif giderim proseslerini adlandırmakta kullanılan ortak bir terimdir. Öte yandan bazı öldürme tekniklerinin biyokütlenin biyosorpsiyon kapasitesini arttırdığı da kanıtlanmıştır ( Brady et. al. 1994). TOPRAK KİRLİLİĞİNİN KONTROLÜ YÖNETMELİĞİ Resmi Gazete : 10.12.2001 tarih ve 24609 sayı TOPRAK KİRLETİCİLERİNİN SINIR DEĞERLERİ A)Topraktaki Ağır Metal Sınır Değerleri Ağır Metal PH £ 6 mg/kg PH>6 mg/kg Fırın Fırın Kuru Kuru Toprak Toprak Kurşun 50 ** 300 ** Kadmiyum 1 ** 3 ** Krom 100 ** 100 ** Bakır * 50 ** 140 ** Nikel * 30 ** 75 ** Çinko * 150 ** 300 ** Civa 1 ** 1,5 ** * pH değeri 7’den büyük ise Bakanlık sınır değerleri %50’ye kadar artırabilir. ** Yem bitkileri yetiştirilen alanlarda çevre ve insan sağlığına zararlı olmadığı bilimsel çalışmalarla kanıtlandığı durumlarda, bu sınır değerlerin aşılmasına izin verilebilir. 12.4 Kurşun : nsanların en fazla karşılaştığı ağır metaldir. Kurşun sanayide özellikle pil yapımında kullanılan madde,benzin katkı maddesi olarak,radyasyon koruyucusu olarak,tablo yalıtkanı olarak,kablo yalıtkanı,boyalarda,lehimde vs..100 lerce faaliyette kullanılan önemli bir metal. Kurşun özellikle kent yaşamının önemli bir parçasıdır. Roma dönemine göre atmosferde 2000 kat daha fazla var. Kurşun parçalanamaz özelliğe sahip, zararsız form a dönüştürülemez. Her formu toksitdir. Özellikle benzinde kullanılan Tetroetil kurşun çok toksik bir madde ve direk atmosfere veriliyor. Büyük şehirlerde: 1.11mg/m3 Kırsal alanda : 0,022mg/m3 Atmosferde iki şekilde kurşun kirlenmesi olabilir; Gaz halde ve partikül halde fosil yakıtın yanmasıyla partikül haldeki kurşun atmosfere yayılıyor. Toksik elde etme fırınlarında ortama dağılabilir.. Gaz halinde dağılması ise tetraetil kurşun egzoz gazının yanmasıyla oluşur. %98 i egzoz kaynaklıdır. Suda kurşun kirlenmesi çok görülmez çünkü suda çözünmez. Dipte birikebilir, ph yüksek olan sularda çözünebilir. Toprak ve bitkilerde ise normalde bitkinin kara yoluna yakınlığına bağlı olarak kurşun konsantrasyonu artabilir. İnsan vücudunda, tetraetil kurşun deri yoluyla vücuda girer. Besin,su yoluyla insan vücuduna kuşun girebilir. Solunum yoluyla vücuda alınan kuşunun %35-40‘ı sindirim yoluyla % 5-10’u vücutta birikebilir. Kuşun kemikte birikir. Ama zararını kemiğe görülmez, yumuşak dokularda gösterir. İnsanda kansızlığa sebep olur. Hemoglobinin Hemin sentezini önleyerek kansızlığa sebebiyet verir. Böbrekte biriktiğinde zehirlenmelere neden olur. Öncelikle kurşun zehirlenmesinden çocuklar etkilenir. Zihinsel ve davranış bozukluğuna neden olur. Kronik olarak kurşuna maruz kalan kişilerde ilerde oboziteye neden olur. Yalıtım malzemelerinde, mürekkep,kumaş boyaları parlak kağıtta bol miktarda ,bazı konservelerde kurşun bulunmaktadır. Özelikle yağlı boyalarda kuşun vardır. Biyosfere insan faaliyetlerine bağlı olarak önemli oranda yayılan kurşun bırakılmıştır. Ggünümüzden 4000-5000 yıl öncesinde, antik uygarlıklar tarafından gümüş üretimi esnasında yan ürün olarak keşfedilmiş ve tarih boyunca kurşun üretimi ve kullanımı giderek artış göstermiştir. Kurşun, Roma İmparatorluğunda su borularında, su saklama haznelerinde kullanılmıştır ve günümüz bilim adamları ve tarihçiler bu kullanım şeklinin Roma İmparatorluğunun sonunu hazırladığı görüşünü ortaya atmaktadırlar. Kurşun zehirlenmesi sonucu, yönetici sınıfının düşünme kapasitesinin düşmesi, doğum oranlarındaki azalış ve kırsallarda yaşam süresinin bu çöküşün temelini oluşturduğu iddia edilmektedir. Kurşun insan faaliyetleri ile ekolojik sisteme en önemli zararlı veren ilk metal olma özelliği taşımaktadır. Kurşun atmosfere metal veya bileşik olarak yayıldığından ve her durumda toksik özellik taşıdığından (Çalışma ortamında izin verilen sınır 0,1 mg/m3) çevresel kirlilik yaratan en önemli ağır metaldir. 1920’ lerde kurşun bileşikleri (Kurşuntetraetil Pb(C2H5)4 ) benzine ilave edilmeye başlanmıştır ve bu kullanım alanı kurşunun ekolojik sisteme yayınımında önemli rol oynar (227.250 ton/yıl ABD). Günümüzde kurşunsuz benzin kullanımı ile atmosfere kurşun yayınımı azalmakla beraber kurşunsuz benzin bileşiminde bulunan kurşun bir çok birincil metal üretim aşamasından atmosfere kurşun ve bileşiklerinin yayınımı devam etmektedir. Dünyada en yaygın kurşun kullanımı kuzey Amerika’dadır ve yıllık tüketim 1,300,000 ton seviyelerine ulaşır ve bu kullanım koşullarında atmosfere atılan miktar yıllık 600,000 ton seviyelerine ulaşır Kurşun 20. y.y.’da yüksek oranlarda paslanmaya karşı oksit boya hammaddesi olarak kullanılmıştır. Kurşun oksidin hafif tatlımsı bir tadının olması çocukların bu boya maddelerinin döküntülerini yemelerine ve dolayısıyla özellikle kurşuna karşı hassasiyetleri daha fazla olan küçük çocuklarda ciddi problemlere sebep olmuştur. Almanya ve diğer gelişmiş ülkelerde 1971’ de boya maddelerindeki kurşun kullanımı ve 1979’ da ise yemek saklama kutularındaki kurşun kullanımını sınırlayıcı yasalar çıkarılmıştır. Kurşunun diğer önemli kullanım alanları ise; teneke kutu kapakları, kurşun-kalay alaşımlı kaplar, seramik sırları, böcek ilaçları, aküler vb. alanlardır. Kurşunlu benzin ve boya maddelerinin yanı sıra yiyecekler ve su da kurşun kaynağı olabilmektedir. Özellikle endüstriyel ve şehir merkezlerine yakın yerlerde yetişen yiyecekler; tahıllar, baklagiller, bahçe meyveleri ve birçok et ürünü bünyesinde normal seviyelerin üzerinde kurşun bulundurur. Su borularında kullanılan kurşun kaynaklar ve eski evlerde bulunan kurşun tesisatlarda, kurşunun suya karışmasına sebep olabilmektedir. Kozmetik malzemelerde bulunan birçok pigment ve diğer ana maddelerde kurşun bulundururlar. Diğer taraftan sigara ve böcek ilaçları da kurşun kaynakları arasında sayılabilirler. Endüstriyel olarak kuyumculuk sektöründe altın rafinasyon ve geri kazanımı esnasında uygulanan “Kal” işlemi illegal olarak önemli oranda kurşunun oksit halinde atmosfere atılmasına neden olmaktadır. İnsan vücudundaki kurşun miktarı tahmini ortalama olarak 125-200 mg civarındadır ve normal koşullarda insan vücudu normal fonksiyonlarla günde 1-2 mg kadar kurşunu atabilme yeteneğine sahiptir. Birçok kişinin maruz kaldığı günlük miktar 300- 400 mg ı geçmemektedir. Buna rağmen çok eski iskeletler üzerinde yapılan kemik analizleri günümüz insanı kemiklerinde, atalarımızdakinin 500-1000 katı kadar fazla kurşun bulunduğunu göstermektedir. Kurşunun vücutta absorbsiyonu çocuklarda daha yüksek olmakla beraber normalde % 5 gibi düşük bir oranda gerçekleşmektedir Bu oran dahi kalsiyum ve demir gibi birçok mineralin vücut tarafından emilimini azaltmaktadır. Kana karışan kurşun buradan kemiklere ve diğer dokulara gitmekte ya da dışkı ve böbrekler yoluyla vücuttan atılmaktadır. Kemiklerde biriken kurşun zamana bağlı olarak (yarılanma ömrü yaklaşık 20 yıl) çözünerek böbreklerde tahribata neden olur. Kurşun bir nevi nörotoksindir ve anormal beyin ve sinir sistemi fonksiyonlarına sebep olmaktadır. Çocuklar üzerinde yapılan araştırmalarda kanda kurşun miktarı arttıkça IQ seviyesinin düştüğü tespit edilmiştir. Diğer taraftan kurşun nörotoksik özelliğinden dolayı sinir sisteminde iletimin azalmasına da yol açmaktadır. Kurşunun çoğu kemiklerde depolanmasına rağmen beyne, anne karnındaki cenine ve anne sütüne de geçebilmektedir. Bebekler ve çocuklarda düşük olan kurşun oranı, ilerleyen yaşla beraber, kurşuna maruz kalınmasıyla artış göstermektedir. Kanda 40 mg/l seviyesini aşınca tansiyon artırıcı etki de ortaya çıkar. Diğer taraftan kronik kurşun alınımı ile sprem sayısı ve morfolojisinde sınırlanır. Dünya sağlık örgütü sınıflandırmasına göre (1995) kurşun 2. sınıf kansorejen gruptadır. Ekolojik olarak kurşun katı olarak çökme eğilimindedir ve özel durumlar dışında kompleks oluşturmaz. Genellikle doğaya salınan kurşun zor çözünür bileşikler ( (Pb3(PO4)2, Pb4O(PO4)2, Pb5(PO4)3OH), (PbCO3) (PbS). Oluşturur, bu nedenle beslenme zincirinde yer alan bitkilerden kurşun alınımı söz konusu değildir. Besin zincirinde kurşun yayınımı genellikle midye türü kalsiyumlu kabuklular üzerinden ve kalsiyuma bağlı olarak gerçekleşir. Tek hücreli canlıların ve balıkların 0,04 – 0,198 mg/l inorganik kurşun içeren suları tolere edebildikleri ancak daha düşük miktarlarda kurşunun besin yoluyla alınmasında akut zehirlenme gösterdikleri bilinmektedir. Kurşunun memelilerde hemoglobin sentezini inhibe ederek ve dolaşan eritrositlerin ömrünü kısaltarak anemiye neden olduğu saptanmıştır. Kurşunun kan üreten dokularda hemoglobin sentezinin başlangıç evresinde gereksinim duyulan ∆ amino lovinilik asit dehidratazı inhibe eder. Bu enzimin kurşun tarafından inhibisyonu diğer metallere göre oldukça spesifiktir. Örnek: kadmium memelilerde bu enzimin aktivitesi üzerine herhangi bir etki yapmamıştır. Bu enzimin inhibisyonu önemli olup bundan hareket ederek insan eritrositlerindeki ∆ amino lovinilik asit dehidrataz aktivitesi ölçülerek kurşun zehirlenmesi teşhisinde faydalı olur. Şekil kanda kurşunun etkisi bağlı septomlar 30 gün süre ile kurşunun 10, 75 ve 300 ppm ortam etkisi altında kalan Salmo trutta’da sadece yüksek derişimde kalanlarda anemi gözlenmiştir. Kurşunun düşük ortam derişimlerinin kurşun sentezi üzerinde herhangi bir etki yapmaması enzimin temel fonksiyonundan dolayı büyük bir çalışma kapasitesine sahip olduğunu ve enzim aktivitesinin genelde %25’nin kullanıldığını gösterir. Balıklarda enzimlerin aktivitesinin metallerin etkisinde kaldıktan sonra çok yavaş iyileştiği belirlenmiştir. Yapılan araştırmalarda kontamine olmamış ortamda yedi hafta sonra enzim aktivitesinde çok az bir iyileşme meydana geldiği saptanmıştır. Bunun nedeni yeterince açık olmamakla birlikte bunun dokularda kurşunun sürekli bulunmasından yada enzim sentez oranının çok yavaş olmasından kaynaklanır. Bitkisel kaynaklı besinlerde yetiştiği toprağa bağlı olarak kurşun miktarı ortalama 0-2,5 mg/kg ; Balık ürünlerinde 0,2-2,5 mg/kg ;et ve yumurtalarda 0-3,7 mg/kg 0-3,7 mg/kg arasında değişmektedir. Metal ve organik tuz formundaki kurşun insan vücudunda 120 mg/kg bulunur. Günlük alım 0,3 mg/gün, kanda 0-30 mg/100 ml ve idrarda 80 mg/lt normal seviyelerdedir. Aşırı kurşun böbrek ve beyin bozukluklarına yol açar. Kurşunun en önemli etkisi “hemoepoetik sistem” üzerinedir. Eritrositlerin zar bütünlüğü bozulur. Parçalanması kolaylaşır ve hemoliz sonucu anemi oluşur. 12.5 Bakır İnsan vücudunun bakır yükü 100 mg/kg günlük alımı ise 3,2 mg/gün’dür. Bakırın toksikolojik etkilerinin başında gastro-intestinal semptomlar gelir. Karın ağrısı, kusma, ishal,baş ağrısı, solunum güçlüğü, susuzluk hissi, bacaklarda kramp oluşur. Gaita Yeşile benzer mavidir. Otopside sindirim kanalı mavi-yeşil renge boyanmış görülür, kanma ve ülserler vardır. Karaciğer yağlı olup , böbrekle nefrit hali gösterir. Yüzeysel sularda bakır 1,0 mg/lt’nin altında bile, su bitkilerine zehirli etki, bazı balıklar için 1 mg/lt toksik etki yapar. Bakır toprak drenajı nedeniyle su ortamlarının doğal bir bileşeni olup günümüzde suda kullanılan malzemelerin çürümesini ve üzerlerinde zararlı organizmaların gelişimini engellemede besin ve ham ipek koruyucusu olarak endüstride kullanımı gibi temelde antropojenik faktörlerin etkisi nedeniyle bu ortamlarda derişimi artmaktadır. Bakır çeşitli enzimlerin yapısına girmekte, kemik oluşumunda, kalp fonksiyonları, bağışıklık sistemlerinin düzenlenmesinde, bağ dokusu gelişiminde, omuriliğin miyelinleşmesinde etkin rol oynamaktadır. Bu nedenle organizmaların normal gelişimleri ve biyolojik işlevlerini sürdürebilmeleri için eser miktarda bakır alınması gerekmektedir. Balıklarda fazla miktarda alınması dokulardaki birikimini arttırarak çeşitli fizyolojik bozukluklara, yüksek derişimleri ise doğrudan mortaliteye neden olmaktadır. Balıklarda bakırın aşırı birikimi gelişmeyi, iyon dengesini, hematolojik parametrelerini, protein düzeylerini, doku permeabilitesini, membran bütünlüğünü ve endokrin sistemi etkilemektedir Bu nedenden ötürü toksikanttır (toksisiteye sahip). Bakırın balık fizyolojisi üzerine etkileri ile ilgili çok sayıda araştırma yapılmıştır. Bunların metabolizma üzerine etkileri diğer kirleticilere göre daha fazla bilinmektedir. Araştırmacılar değişik konsantrasyonda etkilerde bırakılan balıklarda oksijen tüketimini incelemiş, uzun süre bakırın etkisinde kalan balıklarda oksijen tüketiminde azalma olduğu ortaya konulmuştur. Araştırmacılar Bluegill balığı üzerinde 0,21 ppm bakır ile yapılan deneyde metabolizma inhibisyonunun suda alınan bakırdan olduğunu görmüşlerdir. Salmo trutta ile yapılan çalışmada bakırın etkisinde kalma sonucu balığın besin tüketiminde geçici olarak bir azalma gözlemişlerdir. Metalin etkisinde kalan balıkta plazma kortizol ve adrenalin konsantrasyonunun arttığı saptanmıştır. Bakırın etkisinde karaciğerde metalleri bağlayan ve bunların yüksek molekül ağırlıklı proteinlerin aktif bölgelerini bloke etmelerini engelleyen metallothioninlerin sentezi artmaktadır. C. Carpio ile yapılan çalışmalarda bakır etkisiyle kan serumundan seruloplazmin düzeyinde artma olduğu görülmüştür. Bakırın düşük dozları solunumu arttırmış yüksek dozları ise solunumu azaltmıştır. Rainbow trout 5 saat boyunca 0,2 ppm bakırın etkisinde kaldığında balıkta kontrollere göre yüzme hızında %55 düşme gözlenmiştir. Bakırın sinir sistemine etkisi kas kordinasyonunu bozmakta bu da balığın daha yavaş yüzmesine neden olmaktadır. 12.6 Çinko :Otomotiv endüstrisinde,elektrikli cihazda,oyuncak ve makine üretiminde,deodorant ,kaynak,pil işlemlerinde kullanılıyor. Besin ambalajı,ile insana bulaşır. Kronik maruz kalma sonucu deri,akciğer hastalığı gözlenir. Kanserojen bir madde değildir. İnsan sağlığı açısından önemli bir element olup, belirli miktarlarda alınması gerekir. 70 kg ağırlığındaki bir insanda ortalama olarak 1,4-2,3g çinko bulunabilmektedir. Günlük alınımı ise 10-15mg’dır. Çinko oksit buharları; metal dumanı hummasına,boğaz tahrişi,öksürme,solunum güçlüğü, adale ve eklem ağrılarına neden olur. Yüksek değişimlerde ise çok toksik etki yapar ölüme neden olur. İnsan için en düşük metal doz 500mg/kg tartı/gün; çinko oksit için en düşük toksik doz ise 600 mg/m3’dür. 12.7 Krom : Çözünen kromat tuzları için metal doz 5 gramdır. Kromun (+3) ve (+6) değerlikli iyonları biyolojik önem taşır. Organizmada in vivo olarak Cr+6 (kromat) şekli Cr+3 (kromik) şekline dönüşür. Cr+3 insan ve hayvanlarda esansiyel eser elementtir. Besinlerde günlük krom alınımı ortalama 60 mg olarak hesaplanmıştır. Vücut krom yükü ise 6mg olarak hesaplanmıştır. Suda çözünenleri deri ile absorbe edilir. Krom,deri, akciğer, kas ve yağ dokusunda birikir. Oral yolla alınan krom tuzları,bulantı,kusma, mide ülseri ve merkezi sinir sistemi üzerinde etki gösterir. İçme sularında belirlenen sınırı açtığı zaman, deri rahatsızlıklarına ve karaciğer bozukluklarına neden olur. Deniz canlılarında biyolojik birikimi azdır. İri deniz yosunlarının fotosentezinin %50 azalmasına neden olur. 12.8 Nikel : Vücudun nikel yükü 10 mg’dan azdır. Oral yolla alınan nikelin başlıca atılım yolu feçestir. Normal durumlarda idrardaki nikel miktarının 30 mg/l ’nın altında olduğu bildirilmiştir. Aşırısı başlangıçta baş ağrısı,baş dönmesi,bulantı,kusma,göğüste ağrı,kuru öksürük,soğuktan ve nefes darlığına neden olur. İleri evrelerde göğüs sıkışması,kuru öksürük,kusma,bilinç kaybı ve ölüm görülebilir. 12.9 Kadmiyum : İnsan vücudunda kadmiyum seviyesi normal şartlarda 30 mg/ 70 kg’dır. Günlük alınımı 0.08-0.20 mg/gün, kanda 5 mg/100l idrarda 50 mg/l’dir. Kadmiyum ve kadmiyum oksit buharları zehirlenmelere yol açar. Akut zehirlenmelerde akciğer ödemi,bazı vakalarda karaciğer bozuklukları görülür. Kronik zehirlenme durumlarında,spesifik olmayan semptomlar,boğazda kuruma,dişlerde sarı kadmiyum halkaları, eklem ağrıları dikkati çeker. Yüksek tansiyon kalp hastalıkları, kansızlık,yaraların iyileşmesinde güçlük, zihinsel fonksiyonlarda problemle ve böbrek rahatsızlıklarıdır. Şekil insan kaynaklı kadmiyum girişi Kadmiyum memelilerde anemiye neden olduğu belirlenmiştir. Aneminin mekanizması; büyük ölçüde hemoglobin sentezi için barsak demir absorbsiyonunda meydana gelen düşmedir. Böyle bir mekanizmanın balıklarda olup olmadığı henüz tam olarak bilinmemektedir. Ancak 15 gün süreyle kadmiumu 1 ppm ortam derişiminin etkisine bırakılan dil balıkları bu süre içerisinde beslenememişlerdir. Kadmiyum aynı zamanda yapısı bozuk çok sayıda eritrositin meydana gelmesine neden olmuştur. Bu da kan hücrelerini oluşturan yapıda bir lezyonun varlığını gösterir. Kadmiyum etkisinin bir sonucu olarak böbrekte ∆ amino lavunilik asit dehidrataz enziminde bir artış görülmüştür. Bu da hemoglobin sentezinin ilk basamağının kadmıum tarafından bloke edilmediğini enzim aktivitesindeki artışa rağmen hemoglobin sentezinin düştüğünü gösterir. Taplo Doğada Kadminyum Miktarı Atmosfer 0.1 to 5 ng/m³* Toprak 0.1 to 0.5 µg/g Deniz dipi ~1 µg/g Deniz suyu ~0.1 µg/l * ng nanograms 10E-9 g = = Dil balığında kadmiumun etkisi sonucu anemi oluştuktan sonra Larsson ve arkadaşları bu balıkların bir yıl süre ile kontamine olmamış sularda tutulmasının anemiyi ortadan kaldırdığını saptamıştır. Karbonhidrat metabolizmasında bozukluğun devam etmesi büyük bir olasılıkla pankreasda insulin salan hücrelerdeki bozukluğun sürekliliğinden dolayıdır. Bu verilerden de kadmiumun neden olduğu bazı lezyonların diğer metallere oranla daha sürekli olduğunu gösterir. 12.10 Civa Yakın zamana kadar endüstride kullanılma sonucu atık olarak sulara karışan civa metalinin su dibinde kalıp zararlı bir etkisi olmaya çağı düşünülüyordu. Ancak fabrikalardan atılan civanın, sedimentlerde mikroorganizmalar tarafından metil civaya dönüştüğü, lipofil özellikte ve çok oksit alan bu bileşiğin biyobirikim ve besin zinciri yolu ile insanlara ulaştığı anlaşılmıştır. vücut İnsan yükünde civa seviyesi eser miktarda,günlük alınımı 0.02mg/gün kanda 0-8mg/ıooml,idrarda 0-0.16mg/lt’dir. Civa bileşiklerinin etki gösterdiği organlar merkezi sinir sistemi,karaciğer ve böbreklerdir. Suda çözünen anorganik civa tuzları deri ve mukaz memralarını invite eder. Japonya’da 1956 yılında minamata körfezindeki kazada ortaya çıkmıştır. Bu arada 43 insanın ölümüne ve yüzlerce insanın ağır zehirlenmesine civa neden olmuştur. Çok eski çağlardan beri biline elementtir. Bir çok alanda kullanılır.80 çeşit civa türevi vardır.300 farklı alanda kullanımı mevcuttur. Bunların yanında diş dolgularında,yağlı boyalarda vs. Civa sıvı bir metaldir.-39 ile +357 °C arasında sıvı halde bulunan tek elemendir. Bu özeliği bu elementi diğer tüm elementlerden ayırır. En kolay buharlaşabilen metal bileşiğidir. Çok iyi iletkenlik gösterir. Diğer metalleri çözme yeteneğine sahip. Yer kabuğunun 100 milyon da 8’i kadar civa olduğu bilinmektedir. HgS şeklinde bulunuyor.HgS +O2 ŞHg +SO2 toplu halde bulunur Kullanıldığı yerler: Amalgam dolgu,laboratuarlarda inorganik tuzları şeklinde kullanılır,bazı elektrik aletlerinin yapımında,klor alkali sanayinde kullanılır. Bunun yanında tarımda fungusit olarak kullanılır. Fenil civa asetat denilen bileşik yağlı boyalarda katkı maddesi olarak kullanılır. Mantardan karunmak üzere kullanılır. Civa çevreye nasıl yayılır.? - % 2 si atmosfere karışır. üretilmesi sırasında - Fosil yakıtların yanması sonucunda civa atmosfere karışıyor. - Metal cevher işleme sırasında ortama karışıyor. - Endüstriyel faaliyetlerde alıcı ortama karışabiliyor. Civanın çevreye zararlı olduğu biliniyor. Civanın meydana getirdiği tehlikeler konusunda 5 nokta var. 1. Eşik miktarı aşıldığında tüm Civa bileşikleri toksiktir. 2. Civa bileşiklerinin vücuttaki toksik etkileri,dağılımları birikimleri ve canlıda kalış süreleri birbirinden çok farlıdır. 3. Civa bileşikleri vücuda girdiği şekilde değil başka şekillere dönüşebilmektedir. Çeşitli bileşiklere dönüşüyor. 4. Civa vücut enzimlerinde bulunan kükürt atomlarına bağlanarak biyokimyasal reaksiyonları durdurur. Vücut için faaliyetlerini durdurur. 5. Civanın vücutdaki tahribatı kalıcıdır. Tedavisi henüz bulunamamıştır. 12.11 Civanın Vücutta Bulunma Şekilleri 1)İnorganik: Metalik Civa şeklinde ya da Civa tuzları şeklinde bulunabiliyor.Oldukça toksik bileşiklerdir. Özellikle karaciğer ve böbrekte toplanma eğilimi gösterirler. Buhar halinde solunduğunda akciğerlerden kana karışır,kan yoluyla da beyne ulaşır. Nörolojik rahatsızlıklara sebep olur. Vücutta kalış süresi kısadır. 2)Aril Organik: Özellikle PMA,fenil civa asetat bu gruba girer.Aril civa bileşikleri vücuda alındığında inorganik civa şekline dönüşürler. İnorganik civada oluşan tahribatları meydana getirirler. Özellikle beyinde toplanırlar. Vücutta kalış süresi inorganiklere göre daha uzundur. Birikme eğilimi gösterirler. Aril civa bileşikleri akil civa bileşiklerine dönüştürülebilir. İnsan vücudunda bu dönüşün gerçekleştiği bilinmemektedir. 3) Alkil Organik: En tehlikeli civa bileşikleridir. Metil civa Hg-CH3 Dimetil civa CH3 – Hg –CH3 Tohumların ilaçlanmasıyla çevreye karışabilirler. Metil Civa suda çok kolay çözünen dayanıklı bir maddedir. Dimetil civa ise bazik ortamda dayanıklıdır. Asidik ortamda çok çabuk parçalanarak metil civa’ya dönüşürler. Dimetil civa uçuculuğu daha fazladır. Vücuda alınışı da solunum yoluyla alınırsa(egzoz örneği) tehlikelidir. Gıda yoluyla alınan ise daha az tehlikelidir. Japonya da 5-20 ppm ‘e kadar balıklarda civa bulunmuş. Bunada yakınlarda bulunan fabrikadan kaynaklandığı görülmüş.0,001 ppm değeri izin veril değerdir. Civa , tarımsal ilaçlar , deterjanlar , çeşitli sanayi atıkları tarafından suya az veya çok miktarda atılmaktadır. Çevreye atılan civanın çoğu insan faaliyetleri sorumludur. Sıcak volkanlardan civaya ilaveten diğer yollarla yılda yaklaşık 800 ton civa temiz sulara ve oradan da denizlere karışmaktadır. Yapılan araştırmalarda endüstri bölgelerinde bulunan balıkların , endüstri bölgeleri olmayan bölgedeki yerlerde yaşayan balıkların daha çok civa taşıdığı gözlenmiştir. Başlangıçta civa metali elemental formda çeşitli amaçlarda kullanılmıştır. HgO (kırmızı) gibi inorganik civa bileşikleri ise genellikle gemi boyama işleminde kullanılmıştır. Çünkü buna benzer maddelerin gemilerin tekne kısmına zarar veren midye gibi birçok deniz hayvanını ve diğer mikro organizmaları zehirleyip öldürme yetenekleri vardır. Civa tüketimi konusunda bir fikir edinmek bakımından ABD ‘deki tüketimi örnek olarak verebiliriz bu ülkede yılda 6-7 ton civa çeşitli bilimsel aletlerde , dişçilikte , elektriksel aletlerde , tarım ve ilaç endüstrisinde , kağıt-kağıt hamurunda ve boyacılıkta kullanılmaktadır. Bazı organo-metalik civa bileşikleri de çevreye fungusid , algisid ve bakterisid olarak atılmaktadır. Kağıt sanayisinin atık suyunun yosun ve balcığını kontrol etmek için civa (Hg2) tahılları kemirgenlerden korumak içinde metil-civa bileşikleri kullanılmıştır. New Meksika da bu ilaçların kullanıldığı tahıllarla domuzlar beslenmiş ve kesilen ve yenilen etlerden halk zehirlenmiştir. Daha sonra bu tür ilaçların kullanılması yasaklanmıştır. 12.12 Civa Bileşikleri: Bazı organo-civa bileşiklerin isim ve formüllerini şöyle sıralıyabiliriz: KLOROMETİL CİVA (II) CH3HGCL Hidroksometilciva(II CH3HgOH Dimetilciva(II) CH3HgCH3 Siyanometilciva(II) CH3HgCN Kloroetilciva(II) C2H5HgCl Asetatometilciva(II) CH3HgOOCCH3 Asetofenilciva(II) CH3COO-Hg-C6H5 Civa zehirlenmesinin an belirgini yaklaşık 30 yıl önce japonyanın bir liman kenti olan balıkcılığı ile meşhur Minemato da görülmüştür. Organo-civa bileşikleri katalizör olarak kullanan bir firma atıklarını minemato nehrine ve yanındaki yatsushire körfezine dökmüştür. Böylece her yıl bir miktar klorometil-civa nehre karışmıştır. 1953 yılında minemato halkında garip bir hastalık ortaya çıkmıştır. Baş ağrısı , uyuşukluk , yorgunluk , yutkunma , işitme zorluğu ve dişeti intihaplanması kendini göstermiştir. Bu belirtilerin nedenleri bilinmediği için önceleri bu hastalığa minemato denmiştir. Daha sonra yapılan araştırmalarda bu hastalığın civadan ileri geldiği saptanmıştır. Bu hastalıktan yüzlerce kişi ölmüş ve binlerce kişi de sakat kalmıştır. Minemato hastalığının en önemli sonucu civa nın limanda yaşayan balıklarda suya nazaran daha fazla bulunmasıdır. Klorometil-civa gibi bazı bileşikler besin zinciri yoluyla birikmektedirler , dokularda çözünme eğilimleri çok fazla olan bir madde sudan dokuya geçerek orada birikmektedir. Bu miktar zaman geçtikce artar ve bu yolla civa gibi ağır metaller insan ve canlı vücudunda yüksek dozda birikmeye başlar. Biyolojik organlarda da toplanan maddelerin büyük bir kısmı hidrofobik tir. Klorometil-civa da bunlardan biridir. Klorometil-civa hücre dokularına geçerek yağlı dokularda birikmektedir. Yağ dokularında biriken civanın dışarı atılımı çok zordur. Klorometil-civa pH 5 ve daha yüksek değerde hidroksimetil civaya dönüşmektedir. Bu madde klorometil-civa bileşiğinden daha fazla çözünmektedir. pH 5 den daha düşük değerlerde bu maddenin emilmesi daha kolay olmaktadır. Daha yüksek pH larda ise dimetilciva oluşmakta ve bu madde suda az çözünmektedir. Bu nedenle bazik ve nötral suda yaşayan balıklar daha az civa içermektedir. Civa zehirlenmesinin mekanizması oldukça karmaşıktır. İnsan vücudunda biriken civa bir çok enzimlerle tepkimeye girmek suretiyle gerekli katalizörleri zehirlemektedir. Bunun nedeni Hg+2 iyonunun enzimlerde sitozin amino asidi üzerinde sülfidril (-SH ) grubu ile çok kuvvetli bağ yapmasıdır. Böylece enzimin katalitik işlemi ortadan kalkmaktadır. Klorometil-civa bileşiği oldukça zehirlidir. Kan dolaşımını beyinden ayran membranlardan geçer ve rahimde beslenmekte olan çocuğu etkiler. Bunun sonucunda Minemato felaketinde ortaya çıktığı gibi doğuştan kusurlu insanlar meydana gelir. Civa zehirlenmesi çeşitli yöntemlerle belirlenebilir. Bunlardan en geçerli olanı civayı kuvvetli ligantlarla (bağ) kompleksi olmaktadır. Bu amaçla Kalsiyum Etilen Daimin Tetra Asetik asit (Ca2EDTA) , 2,3-Merkaptopropanol HOCH2-CH2-CH(SH)-CH2-(SH) Gibi çok kuvvetli kelatlaştırıcı maddeler kullanılır. Enzimlerden çok daha güçlü bağlar oluşturdukları için civayı sıkıca bağlayarak enzimin serbest kalmasını sağlarlar. Endüstri tarafından çevreye atılacak her türlü atık suyun önceden içeriği tayin edilerek civa gibi canlılara zararlı maddelerin derişimi minimum düzeye indirilmelidir. Aksi halde her geçen gün daha kirli ve canlı yaşama zararlı denizler , göller ve alanlar yaratırız. Civa etkisinde kalan bazı balıklarda aneminin ortaya çıktığı belirlenmiştir. Civa özellikle kemikli balıklarda böbrekte yoğunlaşma eğilimindedir. Burada hem biyosentezinde iş gören uroportfrinojen sentezaz enzibini inhibe eder. Metil-civa her ne kadar organik civadan daha toksik olsada anemi oluşturmada inorganik civaya göre daha az etkili olduğu gözlenmiştir. Balıklarda metil-civanın eritrositlerdeki Hb’i reversible bir şekilde bağladığı belirlenmiştir. İn vitro ve in vivo koşullarda yapılan çalışmalarda bu tepkimenin metal rezidüsü ile hemoglobin molekülündeki sülfidril grupları arasında meydana geldiği belirlenmiştir. Böylece civanın O2’nin Hb’ye bağlanması üzerine bir etkiye sahip olduğu görülse de bu mekanizma henüz tam olarak belirlenememiştir. 12.13 Alüminyum: Alzaymır(bunama) hastalığına neden olur. Alüminyumlu tencerede pişen sıcak sıvılarla solunum yoluyla vücut a alınır. Alüminyum endüstrisinde çalışan insanlarda astım gibi hastalılara neden olur. Kola kutuları alüminyumdan yapılmaktadır. 12.14 Antimon: Akülerde ,cam ve seramik üretiminde ve boyalarda kullanılır.Asidik ortamda antimon asitle reaksiyona girerek stibin gazı(SbH3) olarak bilinen deride ,solunum yolunda,mukozada tahriş etkisi oluşturur. Kalpta ritim bozukluğuna neden olur.Yüksek konsantrasyonlarda alınırsa akut akciğer ödemine bağlı solunum yetmezliği görülür. 12.15 Arsenik: Lifsi özelliği gösteren silikat grubuna verilen isim.300’den fazla üründe kullanılmakta solunum yoluyla alındığında ödem ‘e yol açtığı için daha tehlikelidir. Sindirim yoluyla alındığında yine zararlıdır. Isı ya ve kimyasallara çok dirençlidir. Ucuz bir madde ve birçok alanda kullanılıyor. Türkiye asbest bakımından dünyada ilk 10 içindedir. Fırın kaplamalarında kullanımı oldukça yüksektir.Solunum yoluyla alındığında akciğer kanserine sebep olur. Ağız yoluyla alındığında bakırsak kanserine. Aspirin,çiklet mayonez,ketçap da asbest kullanılır. 12.16 Selenyum: Cam ve plastik yapımında kullanılıyor.Hayvan gıdaları ve veteriner ilaçlarında kullanılıyor. Bir diğer kullanımı kepeğe karşı şampuanlarda kullanılıyor. Deri,solunum,sindirim yoluyla kana karışabiliyor. Kanserojen bir madde değil. Kronik olarak deride renk değişikliği ve çeşitli deri hastalıklarına neden oluyor. 12.17 Talyum : Böcek öldürücülerde bulunan bir metal Elektronik endüstrisinde kullanılıyor. Tarım ve deniz su ürünlerinde bulaşma ile talyum a rastlanmış. Kronik olarak uykusuzluk,yorgunluk,zayıflık,sinir tutulmaları, hormonal bozukluğa neden olur. 12.18 Balik Doku Ve Organlarinin Ağir Metallere Olan İlgisi Farklı balık türlerinin organlarında metal dağılımı da farklı olmaktadır. Belirli organ veya dokudaki metal düzeyi hem metale hem de türe göre değişir. Karaciğerde protein gibi organik bileşiklerin metalleri bağlayabilmesi metallerin büyük bir kısmının karaciğerde depolanmasına neden olur. Bir çok farklı balık türünde metallothionein gibi spesifik depolama proteinleri bulunur. Balık karaciğerindeki düzeyleri yüksek olan bu tip proteinlerin sentezi metal kontaminasyonu ile artar. Balıklar üzerine yapılan araştırmalar metalin organlardaki birikiminde karaciğerin çok önemli belirleyici organ olduğunu ortaya koymuştur. Yılan balıklarında bakır ve çinko karaciğerde metallothioneine bağlandığından birikim en fazla bu organda olmuştur. Karaciğerde özellikle bakır, nikel, kobalt, çinko ve demir birikimi yüksek düzeylerde olmaktadır. Alabalıklarla üzerinde yapılan araştırmalarda karaciğerdeki bakır düzeyinin kaslardaki düzeyinden çok yüksek olduğu bulunmuştur. Karaciğerin bakırı kastan daha fazla biriktirmesinin nedeni alabalıkların karaciğerindeki metallothioneinin bakırı bağlamasından kaynaklanmaktadır. Buna karşın kurşun metallothioneinin oluşmasına neden olmadığı ve onlara bağlanmadığından karaciğerdeki düzeyi düşük bulunmuştur. Şekil tatlısu istakozlarında metallerin hedef dokuları. Hemen tüm balıklarda karaciğerdeki bakır düzeyi diğer organlardan daha yüksektir. Bu da karaciğerin bakır toksisitesi için belirleyici bir organ olduğunu göstermektedir. Balıkların karaciğer hücrelerinin mitokondrileri metalleri bağlama yeteneğindedir. Özellikle bakır ve çinko karaciğerin mitokondrilerine güçlü bir şekilde bağlanırlar. Karaciğerde bakırın fazla birikmesinin diğer bir nedeni de soAkçiğeraçlardaki bakırın sürekli karaciğere taşınmasıdır. SoAkçiğeraçlarda metal alınımının kontrol edilebilmesi ve metallerin bu organla atılabilmesi nedeniyle metal birikimi karaciğere oranla daha düşük düzeyde olmaktadır. Alabalıklarda soAkçiğeraçlarda bakır birikiminin karaciğerle karşılaştırıldığında düşük olduğu saptanmıştır. Yılan balıkları da Cd etkisine bırakıldığında soAkçiğeraçlarda yüksek düzeyde Cd biriktiği gözlenmiştir. Bunun nedeni Cd’un özellikle soAkçiğeraçlarda metallotioneinin oluşmasını hızlandırarak bunlara bağlanmasından kaynaklanmaktadır. Buna karşın diğer metaller soAkçiğeraçlarda bu tip proteinlerin sentezlenmesinde etki etmediğinden soAkçiğeraçlarda birikimide az olmaktadır. Böbreklerin ağır metallere affinitesi yüksek olup genel olarak tüm metallerin bu organlarda birikim düzeyi yüksektir. Bakır ve kadmium’un böbrek ve karaciğere olan toksisiteleri kas ve diğer organlara oranla daha fazladır. Böbrekler metabolik aktiviteleri fazla olan organlar olduğundan ağır metallerin büyük bir kısmı burada birikmektedir. Şekil Tatlısu organismalarında ağır metellerin hücre zarında giriş yolları (Comparative Biochemistry and Physiology Part C 133 (2002) 287–303) Tatlı su balıklarında kaslar çoğu zaman metali biriktiren bir organ olarak dikkate alınmazlar. Laboratuvar koşullarında yapılan araştırmalarda ve doğal ortamlardan alınan balık örneklerinde kasların genelde diğer organlara oranla daha az metal biriktirdiği gözlenmiştir. Kaslar genelde metalleri az biriktirdiğinden metal yüzünden iyi bir indikatör yada belirleyici değildirler. Genç ve Ergin Balıkların Organlarında Ağır Metallerin Birikiminin Karşılaştırılması Balıklarda metallerle vücut ağırlığı arasında pozitif bir ilişki bulunmaktadır. Ancak bu ilişki balığın boy ve yaşının artmasıyla ya oldukça durağanlaşır veya azalır. İki deniz balığı Potamotus sanvatris, Antimora rostra üzerinde yapılan araştırmalarda aynı türün genç bireyleri yaşlı bireylerinden daha fazla bakır, demir ve çinko biriktirdikleri gösterilmiştir. Balıklarda civa dışında diğer tüm metallerin birikimi yaşa ve vücut büyüklüğüne bağlıdır. Balığın yaşı ve vücut büyüklüğü arttıkça doku ve organlardaki metal düzeyleri azalmaktadır. Ancak civa için durum tam tersi olmaktadır. büyüklüğü arttıkça Balığın yaşı ve vücut doku ve organlardaki civa düzeyleri artmaktadır. Boy ve yaşın artmasıyla metal konsantrasyonunun veya birikiminin azalmasının nedeni yeni dokuların oluşması ve metal birikiminde önemli organların ağırlıklarının total vücut ağırlığına oranının % olarak azalmasından kaynaklanmaktadır. Progostina borchgrevinki balığı ile yapılan araştırmalarda kas, karaciğer ve tüm balıktaki metal düzeylerinin metale bağlı olarak balığın ağırlık ve uzunluğu ile pozitif veya negatif ilişkili olabileceğini göstermiştir. Bu ilişki Mg, Cu, Pb ve nikel için tüm dokularda negatif olmasına karşın Cd ve Hg için pozitiftir. Ağırlıkları 50g’dan az olan balıklarda kas, karaciğer ve tüm balıktaki bir çok metalin birikimi vücut ağırlığı arttıkça azalırken civa birikiminde bir artış gözlenmiştir. 50g’dan daha ağır olan balıklarda ise Mg, Pb ve Ni gibi bazı metallerin düzeylerinde ağırlığa bağlı bir değişim olmazken Fe, Zn, Cu, Cd ve Hg gibi bazı metallerin düzeyleri organlara göre değişim gösterir. Bu balıkların ovaryum ve testislerinde birikimi de balığın büyüklüğüne bağlı olarak değişim göstermiştir. Ovaryumda metal düzeyi vücut ağırlığı 100g oluncaya kadar azalmış ve bu düzeyde kalmıştır. Testislerdeki metal düzeyi vücut ağırlığı yaklaşık 160g oluncaya kadar azalmış ve daha sonra düzenli olarak artmıştır. Bu azalma belirtilen dönemlerde ovaryum ve testis ağırlıklarının hızlı artışıyla açıklanmaktadır. Balıklarda eşeysel olgunluğa erişmeden önceki dönemde ağırlık artışı ergine oranla daha fazladır. Bu nedenle vucüt ağırlığı 50g’dan küçük olan balıklar metalleri erginlere oranla daha hızlı biriktirmektedirler. Bunun nedeni genç balıkların metallerin absorbsiyon ve boşaltım oranlarının erginlerden daha hızlı olması olabilir. Diğer taraftan civa absorbsiyonunun küçük balıklarda da oldukça fazla olması bu metalin büyümeye bağlı olarak belirli bir düzeyde düşmesine olanak verdiğini göstermektedir. 50g’dan büyük balıklarda bakır düzeyi 100g oluncaya kadar artmış ve daha sonra bu artış yavaşlamıştır. Nikel, çinko ve kurşun’un vücuttaki birikimi bakıra benzerlik gösterir. Demir, kadmium, civanın birikmi vücut ağırlığı arttıkça artmaktadır. Bu sonuçlara dayanarak bu metallerin vücutta Zn, Pb, Cu, Ni daha fazla biriktiği söylenebilir. Karaciğer büyümesiyle, karaciğerde metal birikimi arasında oldukça ilğinç bir durum vardır. Ağırlığı 50-100g olan balıklarda karaciğer büyümezi hızlıdır. Bu ağırlıktan sonra karaciğer büyümesi yavaşlar ve karaciğer ağırlığının vücut ağırlığına oranı vücut ağırlığı artlıkça azalır. Karaciğer büyümesinin hızlı olduğu dönemde yüksek düzeyde bakır birikmektedir. Aynı durum Zn, Ni ve kurşun içinde gözlenmiştir. Balığın tüm yaşamı boyunca karaciğerde biriken bakır yüzdesi tüm vücutta biriken bakıra oranla %10 kadardır yani vücut ağırlığı arttıkça bakır birikimi artmaktadır. Karaciğerde demir birikimide karaciğer büyümesiyle ilgili olarak değişmektedir. Karaciğerin büyümesinin yavaş olduğu dönemde karaciğerde demir birikimi artmakta büyümenin hızlı olduğu dönemde ise birikim azalmaktadır. Tüm vücuda oranla karaciğerdeki demir oranı büyümenin hızlı olduğu dönemde azalma göstermektedir. Büyümenin hızlı olduğu dönemde karaciğerde depolanan demir vücudun demire gereksinimi için kullanıldığından vücudun demire gereksinimi fazladır. Yapılan araştırmalardan elde edilen sonuçlar Cu, Zn ve Fe birikiminde metabolik çevirimin etkin bir faktör olduğunu göstermektedir. Diğer taraftan vücut ağırlığının artmasıyla karaciğerdeki cadmium ve civa birikimide artar. Bu birikim karaciğer birikimiyle doğrudan ilişkili olmayıp metabolik çevirimden çok etkide kalınan süreye ve yaşa bağlı olmaktadır. Karaciğerde birken kadmium ve civa yüzdesi balığın büyümesine bağlı olarak değişim gösterir ve balığın vücut ağırlığının artmasıyla doğru orantılı olarak artar. Sonuç olarak doku ve organlarda birikim bakımından ağır metaller arasında ayırım olmakla birlikte birikim kas ve diğer organlara oranla özellikle böbrek ve karaciğerde daha fazla olmaktadır. Bu nedenle ağır metallere karşı büyük ilgisi olan organların balıklar, balıklardaki ağır metal toksisitesinin belirlenmesinde çok önemlidir. Ağır metallerin balıklar üzerindeki toksik etkileri ve biyo akümülasyonunun detaylarını anlamak için doku ve organlardaki metal birikiminin araştırılması gerekir. 12.19 Ağır Metallerin Aquatik Organların Fizyolojisi Üzerine Etkileri Tüm dünya ülkelerinde sanayileşme süreci hızlı gelişim göstermektedir. Sanayi bölgelerindeki bu kuruluşlar suya gereksinim duymaktadırlar. Bu sularla taşınan atık maddeler arıtılmadan kanalizasyon ve derelerle deniz ortamına taşınmaktadırlar. Hızla artan nüfusun besin sorununu gidermekte, denizler büyük önem taşımaktadırlar. Son yıllarda ortaya çıkan deniz kirliliği tüm dünya ülkelerince dikkatlice incelenmekte olup bölgeler ve ülkeler arası ciddi araştırmalar yapılmaktadır. Çünkü kirlilik oluştuğu bölgede kalmayıp meterolojik etmenlerce tüm ülkelerin kara sularını ve kıyılarını etkilemektedir. Oysa körfez koy ve kıyılarda insan besinini oluşturan ve besin zincirindeki diğer canlıların besin gereksinimlerini karşılayan diğer organizmalar bol miktarda bulunmaktadırlar. Geniş çapta kirlilik etkisi altında olan bu yerlere atılan atıklar içindeki toksik etkiye sahip Hg, Pb, Cu ve Cd gibi metaller bir yandan doğal dengenin bozulmasını diğer yandan besin zinciri yoluyla insana kadar ulaşarak ciddi halk sağlığı ve çevre sorunlarının ortaya çıkmasına sebep olmaktadır. Doğal dengenin insan besinini oluşturan türlerin yaşadıkları ekosistemlerde bozulmalar giderek endişe verici sorunlar yaratmaktadır. Bu meydana gelen kirlenme olaylarının ekonomik bazı sorunlar yarattığı kesindir. Çünkü bu kirlenmeler sonucunda denizsel yasamın kalitesini oluşturan balık ve kabuklu türlerin bir yandan azalırken diğer yandan insanlar tarafından direkt besin olarak tüketilen türler aracılığıyla da insan sağlığı tehlikeye girmektedir. Bu nedenlerden dolayı ağır metaller ekonomik öneme sahip balık ve diğer besin zinciri organizmalarda saptanması ve fizyolojik etkilerinin belirlenmesi çok büyük önem taşımaktadır. 12.20 Tüm Metallerin Fizyolojik Etkileri Balıklarda hematolojik parametreler su ortamındaki her hangi bir fiziksel veya kimyasal değişime paralel olarak kısa sürede değişim göstermektedirler. Belirli bir ortam derişimi altında balıklarda kan plazması ve eritrositlerde bakır birikimi olmamıştır. Oncorhyncus klsutch balığında yapılan bir çalışmada ortamdaki bakır derişiminin artışı balığın serumdaki bakır düzeyini arttırmıştır. Ağır metaller sublethal derişimlerde balıklarda Hb, hematokrit, kan hücreleri yapı ve sayısı, kandaki glukoz, kollesterol ve serbest yağ asiti düzeyleri gibi hematolojik parametrelerde önemli değişimlere neden olmaktadır. Scyliorhinus canicula ile yapılan bir çalışmada 2ppm’den yüksek bakır derişimlerinde kan, hemoglobin ve hematokrit düzeylerinde önemli azalmalar olduğu belirlenmiştir. Sublethal düzeylerindeki kadmium etkisinde Pleuronectes flesus’da kan, Hb, hematokrit ve kırmızı kan hücreleri sayısında azalmaya neden olmuştur. Yine kadmium etkisindeki Oreochromis mossambicus’da hamatokrit ve hamoglobin düzeyinde azalmalar olduğu belirlenmiştir. Scyliorhinus canicula ile yapılan bir çalışmada bakırın eritrositlerde bir şişmeye neden olduğu saptanmıştır. Eritrositlerde şişme genelde kandaki karbondioksit basıncının artmasıyla ortaya çıkmıştır. Bakırın etkisinde hamatokrit ve hamoglobin düzeylerinde başlangıçta bir artışın görüldüğü o artışı ise Hb’e demir bağlanmasını bakır tarafından katalize edilmesiyle kırmızı kan hücresindeki artışı sonucu ortaya çıkabileceği araştırıcılar tarafında ileri sürülmüştür. 15 günlük sürede kadmium yüksek konsantrasyonlarına bırakılan balıklarda hemoglobin ve hematokrit değerlerinde bir azalma olduğu saptanmıştır. Genel olarak hemoglobin ve hematokrit değerlerindeki bu azalma kadmiumu balıklar üzerinde kan yetmezliğine neden olduğunu göstermektedir. 12.21 Metallerin Biyokimyasal Etkileri Karbohidratlar hayvanlarda başlıca enerji kaynağını oluştururlar. Bir enerji kaynağı olarak karbohidratlar oksitlenerek glikojen rezevlerine yada kaynaklarına, belirli aminoasitlerin karbon zincirine yada yağlara dönüşebilirler. Karbohidratlar kemikli balıklarda aminoasitlerin neden olduğu çeşitli streslerde acil enerji gereksinimlerini karşılamak için dokularda glikojen konumunda depolandığı belirlenmiştir. Glikoz: Balık kanındaki glikoz derişimi açlık durumunda düşerken akut veya kronik bir şekilde stres oluşturan faktörlerin etkisinde artabilir. Çeşitli toksik maddelerin (ağır metallerin) balıklar üzerindeki akut etkisi serum-glikoz düzeyini değiştirebilir. Ağır metallerin etkisinde kalan balıklarda kısa bir süre sonra glikoz değişiminde bir artışa neden olabilir. Glikojen: Glikojen glikoz rezidulerin dallı bir polimeri olup organizmaların çoğunda glikozun bir depo formu olduğu görülür( kolayca glikoza dönüşebilir). Glikoneozisdeki hem artış hemde azalmalar toksik maddelerin etkisinden meydana gelebilir. Glikojen birikimi yada yıkımı ile sonuçlanabilir. Genellikle stres ile birlikte enerji gereksiniminin artması glikojen rezervlerinde bir düşmeye neden olur. Karaciğer ve kaslardaki glikojen derişimi plazmadaki glikoz derişimindeki artışa paralel olarak düşme gözlenir. Stres sırasında katekolamin ve kostikosteroid gibi hormonların derişimindeki artış bu enerji kaynaklarının mobilite olmasına neden olur. Kandaki glikoz derişimi ile dokulardaki glikojen derişimleri dokular ve organizmalar arasında besin, üreme durumu, mevsimlere bağlı olarak önemli değişmeler göstermektedir. Lipidler: Aminoasitlerin etkisi altında organizmaların lipidle birlikte yağ asiti kompozisyonundaki değişmeler hem omurgalı hem de omurgasız hayvanlarda incelenmiştir. Lipid kompozisyınu toksik maddeler tarafından etkilenmesiyle mevcut mekanizmalarda bir değişim meydana gelir. Stres altında kalan balıklarda enerji gereksiniminde artış, lipidlerin depo formunda hareketli bir forma geçer ve trigliserit miktarında artışlar meydana gelir. Proteinler: Serum ve vücut protein derişimleri çeşitli ortam faktörlerince belirlenmiştir. Kandaki proteinler çok çeşitli fonksiyonlara sahip olduğundan çeşitli mekanizmalar aracılığıyla toksik maddelerden etkilenir. Yapısal proteinlerdeki değişimlerin büyük bir kısmı enerji gereksinimi için aminoasitlerin oksidasyonu ile doğrudan ilişkili olabilir. Omurgasızlarda açlık durumunda hem kandaki hemde yapısal proteinlerin enerji kaynağı olarak kullanıldığı saptanmıştır. Toksik maddelerin neden olduğu stresin istridyelerde protein katabolizmasını arttırdığı saptanmıştır. Ağır metaller genellikle iki alt grupta incelenir. Bunlar; 1) Demir, mangan, magnezyum, kobalt, çinko, bakır içerir. Bunlar biyokimyasal olayların tam olarak yürütülebilmesi için temel olan metallerdir. 2) Kadmium, civa, Cr ve kurşun gibi metalleri içerir. Bunların herhangi bir biyolojik fonksiyonları belirlenmediği gibi akuatik ortamdaki önemli kirleticileri oluştururlar Hücrelerin metal alınım mekanizması tam olarak bilinmemekle beraber yapılan çalışmalarda elde edilen sonuçlar metallerin hücre membranından her ne kadar endositoz meydana gelsede pasif taşınım olaylarıyla meydana geldiği gözlenir. Metaller sülfidril, karboksil, amino ve peptid gibi proteinlerin fonksiyonel gruplarına bağlanabilirler. Enzime bağlı metal toksisitenin belirlenmesi için ki olası moleküler mekanizma ileri sürülmüştür. 1. Toksik metal enzimin aktif bölgesinde yer alan faydalı bir metalle yer değiştirebilir. 2. Toksik metal molekül üzerindede aktif bir yere bağlanabilir. Metallik enzimlere bağlanarak enzimlerin işlev yapmasını inhibe eder. Balıklarda yapılan çalışmalarda bakır ve kurşun invivo koşullarda alkalent fosfataz aktivitesini sitimule ederken invitro koşullarda inhibe ettiği saptanmıştır. Metallerin etkisinde kalan sıçanlarda kadmium un glikoz 6 fosfataz, fruktoz 1-6 difosfataz, piruvat ve karboksilaz gibi enzimlerin aktivitesini engelleyerek glikoz metabolizmasını değiştirdiği saptanmıştır. Civa klorur’ün çeşitli ortam derişimlerinin etkisinde kalan Makrobrachium lammarrei (karides)’de çeşitli dokularında glikojen içeriğinde bir azalma gözlenmiştir. Bu düşme omurgalılarda karaciğere benzer hepatopankreas da daha belirgin olmuştur. Farklı dokuların glikojen içeriğindeki hızlı bir düşme civa klorur’ün neden olduğu stresten dolayı olumsuz yönde etkilenen glikogenosis yada glikolitik yolla glikojenin hızlı kullanımından kaynaklanabilir. Civa klorur’ün etkisinde gözlenen 24 saat içerisinde hemolenf’in glikoz düzeyinde gözlenen düşme stres koşullarında, ekstra enerji koşullarında glikoz oksidasyonundaki artıştan kaynaklanır. 24 saat sonra hemolenfin glikoz derişiminde artış gözlenmiştir. 72 saat sonra glikoz-6-fosfataz inhibisyona uğradığı saptanmıştır. Tilapia ile yapılan çalışmalarda ağır metallerin Tilapia’daki karbonhidrat mekanizmasının önemli bir şekilde etkilendiği belirlenmiştir. Metallerin letal derişimlerinin glikogenolitik reaksiyonu arttırdığı görülmüştür. Dolaşım sistemini glikozun aşırı salınmasının karaciğer ve kastaki glikojenin yıkımı ile olduğu belirlenmiştir. Sublethal derişimlerin etkisinde 96 saatlik periyot içerisinde doku- glikojen düzeyi değişmezken plazmadaki glikoz düzeyinde bir artış gözlenmiştir. Böylece glikogenolisis yada hipergliseminin kirlenmenin yarattığı strese karşı Tilapia’nın gösterdiği yaygın bir tepki olduğu görülür bu durum bir çok kemikli balık türü içinde geçerlidir. Karbonhidrat metabolizmasındaki bu değişiklikler ortamdaki stres faktörleri tarafından dolaylı olarak meydana getirilmektedir (endokrin bezler üzerinde etki yaparak). Kattekolamin ve kortikosteroid gibi karbohidrat metabolizmasında aktif olan hormonların bir kısmının aşırı miktarda bu endokrin bezlerden salınması ilgi çekicidir. Clarias batracus üzerinde civanın etkisinin biyokimyasal parametrelerde yaptığı değişmelerle ilgili elde edilen sonuçlar bu balığın karaciğer, böbrek, mide,barsak, testis ve ovaryumda protein içeriğinde bir artış olurken nükleik asit içeriğinde bir düşme görülmüştür. Bu durum civanın transkripsion düzeyinde protein düzeyinin artmasından kaynaklanmaktadır. Civa etkisinde kalan balıkların kas dokusunda nükleik asitlerde olduğu gibi protein içeriğinde de düşme belirlenmiştir. Bu duruma kas dokusundaki hem nükleik asit hem de protein sentez mekanizmasının bozulmasının neden olduğu sanılmaktadır. Nükleik asit içeriğindeki düşme civanın RNA ve DNA moleküllerine bağlanarak RNA sentezini bloke etmesinden kaynaklanmaktadır. Civanın en fazla zarar verdiği dokular karaciğer ve böbrek üzerinde olmuş, bunları sırasıyla barsak, mide, kas, testis, ve ovaryum izlemiştir. Callissa vasciatus üzerine nikelin yaptığı etkisi çalışmalarında kasın glikojen içeriğinde belirgin bir azalma ve kandaki laktik asit düzeyinde belirli bir artış olduğu saptanmıştır. Araştırıcılar karaciğerlerindeki glikojen rezervinin yıkımının, laktik asit düzeyindeki artışla birlikte meydana gelmesinin saptamışlardır. Balıklarda nikelin etkisinden kaynaklandığını kirleticilerin etkisinde kasın glikojen düzeyinde önemli azalmalar olduğu belirlenmiş benzer sonuçlar nikel, krom, bakır ve alüminyum tuzlarının etkisinde de gözlenmiştir. Stres sırasında balıklarda katekolamin salımının arttığı saptanmıştır. Katekolamin enerji kaynağı olan glikojen düzeyini düşürür. Caliatus fasciatus’un kas dokusunda görülen glikogenolisis’e büyük ölçüde katekolamin’i arttıran stres olmuştur. Kandaki laktik asit düzeyinde çeşitli metallerin etkisi altında değişim gösterdiği belirlenmiştir. Cyprinus carpio’da bakır, çinko ve bakır-çinko karışımının etkisinde ortam derişimi ve deney süresine bağlı olarak kas proteinlerinde bir azalma saptanmıştır. Diğer bazı ağır metaller de balıklarda kas proteinlerinde bir azalmaya neden olduğu çeşitli araştırıcılar tarafından saptanmıştır. Kadmium Mugil cephalus (kefal) soAkçiğeraç proteini derişimini arttırmakta soAkçiğeraç, protein derişiminde bir düşmeye ağır metal birikimi başlangıcında neden olmaktadır. Hayvansal organizmalarda karaciğer, glikogenes, glikogenelosis, glikoneogenes ve glikolisis gibi karbonhidrat metabolizmasının olaylarının meydana geldiği başlıca organdır. Balıklarda glikoz acil eneji gereksinimini karşılamak için kas ve karaciğerde glikojen halında depo edilmektedir. Kas glikojeni önemli bir glikoz kaynağı olmakla beraber balığın tümü esas alındığında kasdaki glikojen derişiminde karaciğere oranla daha düşük olduğu saptanmıştır. Balıklarda ağır metaller karbonhidrat metabolizması daha çok indirekt yolla etkilenmekte bu etkiye hipofizden salınan kortikosteroit ve katekolamin aracılık etmektedir. Katekolamin ve kortikoloid gibi antigonist hormonların salınımında artışta glikojenin glikoz a dönüşümünde işlev gören enzimleri aktive ederek kas ve karaciğer glikojen derişiminde bir düşmeye serum glikoz derişiminde ise bir artışa neden olduğu çeşitli araştırıcılar tarafından saptanmıştır. Tord ve arkadaşları (1987) Scliorhinus canicula’da sublethal bakır ortam derişimleri etkisinde karaciğerde glikojen derişimi düşerken serum glikoz derişimi arttığı ve bu gruba karbonhidrat metabolizmasının endokrin kontrolündeki değişikliğin neden olduğu belirlenmiştir. Balıklarda ağır metallerin soAkçiğeraçları etkileyerek arterdeki oksijen basıncını düşürmesiyle ortaya çıkan hipoksia, hiperglisemi ile karaciğer glikojeninin mobilizasyonuna neden olmaktadır. Hipoksik koşullar balıklarda anaerobik metabolizmada dolayısıyla laktik asit derişiminde artışa neden olmaktadır. Hilmy ve arkadaşları T. zilli’de Clarias nazaria’da çinkonun kas ve karaciğerde laktik asit derişimini arttırırken glikojen derişiminde düşmeye neden olduğunu bu düşmeye glikojenin laktatın başlıca metabolik kaynağı olmasından kaynaklandığını göstermiştir. Serum proteinleri enzimatik transport ve hormonel işleve sahip olduklarından ağır metallerden çok çabuk etkilenmektedirler. Bakır ve çinkonun porter sisteme girmesi ve karacigere ülaşmasında başlıca albumin ve aminoasitler işlev yapmaktdır. C. Carpio’da bakırın ortam derişiminde artışına paralel olarak serumda albumin derşiminin arttığı saptanmıştır. T. zilli ve Clarias lazoria’da çinkonun serum total protein derişimini arttırdığı belirtilmiştir. Diğer aminoasitlerinde balıklarda serum total protein derişimini arttırdığı araştırıcılar tarafından saptanmıştır. Kollesterol, gelişme, eşeysel olgunluga ulaşma ve üreme için temel olup safra asitleriyle antrojen ve östrojen gibi bir çok hormonun steroid ön maddesidir. Channa punctatus’da kadmium’un karaciğer kolesterol derişimini arttırdığı ve bu artışın hepatik endoplazmik retikulum enzimlerinin uyarılmasından kaynaklandığı saptanmıştır. Bakırın balıklarda serum-kortıkosteroid düzeyini arttırdığı çeşitli araştırıcılar tarafından belirlenmiştir. Glikogenes; Glikoz ve glikoz-6-fosfattan başlayarak glikojen sentez edilmesi olayına denir. Glikolizis; Glikoz moleküllerinin anaerobik olarak (piruvat ve laktat’a) yıkılması olayına denir.Glikoneogenes; Karbonhidratlardan orjin olmayan karbon zincirinden glikoz sentez edilmesi olayına denir.Glikogenolizis; Glikoz yada glikojen önce glikoza ve daha sonra yıkama devam etmesi olayına denir.Hiperglisemi, Hipoglisemi; kandaki şeker düzeyinin (glisemi) belirli bir düzey altına düşmesine hipoglisemi, yükselmesine hiperglisemi denir. 12.22 Metallothioneinlerin Biyokimyası Metatlotkioneinler civa, kadmium, çinko, gümüş ve bakır gibi ağır metalleri bağlama açısından büyük bir eğilime sahip, molekül ağırlığı düşük, stoplazmik metalloproteinlerinin bir grubunu oluştururlar. Bunlara metalthionein isminin yanında yüksek düzeyde thiol içerdiğinden thioneinler adı da verilir. Yapı bakımından diğer proteinler ile aynı olmakla beraber neden yüksek düzeyde thiol grubu taşıdıkları henüz bilinmemektedir. Metallothioneinlerin isimlendirilmesi bağlanan metalin isminin sonuna thionein ekinin getirilmesiyle yapılır. Örnek; kadmium-thionein, civa-thionein, bakırthionein gibi. Thionein ilk olarak at böbreğinden izole edilmiştir. Daha sonra insan böbreği ile diğer bazı hayvanların çeşitli doku ve organlarından da izole edilmiştir. Thionein normal koşullarda çeşitli dokularda eser miktarda bulunursa da kadmium, çinko, civa bakır gibi ağır metallerin sublethal derişimlerinde arttığı saptanmıştır. Çeşitli türlerin farklı dokularından izole edilen metallothioneinler belirli ortak özelliklere sahiptirler bunlar %6-11 metal, %30 oranında sistein içerirken hepsi aromatik karakterdir, amino asitlerden yoksundur. Metallothioneinler yapısındaki metal iyonlarının protein gövdesiyle M-kaptit bağlarda bağlandığı ileri sürülmektedir. Metallothioneinler ısıya karşı oldukça dayanıklıdırlar. 80°C’de 10dakika tutulsalar bile bozulmazlar. Karaciğer, böbrek, dalakta eser miktarda bulunan thioneinlerin derişimi kadmium ve diğer ağır metal tuzlarının sublethal derişimlerinin arttığı belirlenmiştir. Kadmium eser miktarda bile kacaciğer böbrek ve dalakta metallothionein artışına neden olur. Civa klorür’ün düşük düzeydeki birbirini izleyen enfeksiyonlarında böbrekte metallothionein gibi proteinlerin sentezine neden olurken diğer organlarda protein düzeyinde herhangi bir değişiklik yapmadığı saptanmıştır. Çinko yüksek derişimlerde karaciğerde metallothionein sentesezine neden olur. Son zamanlarda yapılan çalışmalarda yüksek derişimlerde bakırın karaciğer ve böbrekte bakır-thionein sentezini arttırdığını göstermiştir. Gümüş tuzlarında karaciğer ve böbrekte metallothinein düzeyini attırdığını göstermiştir. Metallothionein gibi metal bağlayıcı proteinlerin biyolojik rolleri henüz tam olarak belirlenememiştir. Bu proteinler hem temel hem temel olmayan metalleri bağlayarak bunların toksisitesiyle metabolizmalarının regülasyonunda önemli bir role sahip olabilirler. Metallothioneinlerin bazı durumlarda belirli metaller için bir depo pretein olarak işlev yapan intraselüler protein olduğu düşünülmektedir. İnsanda kadmium’un biyolojik yarılanma süresinin uzun olması Cd’un bu intraselüler proteine spesifik bir şekilde bağlanmasından kaynaklandığı olasıdır. Metallothioneinlerin yarılanma süresi diğer proteinlerde olduğu gibi sadece 4-5 gündür. Cd varlığında ise hücrede devamlı olarak metallothioneinler sentezlenir ve Cd metallothioneinlere bağlanır. Yapılan bir çalışmada çinko thioneinin sıçan karaciğerinin yarılanma süresinin 20saat olduğu belirlenmiştir. Kadmium’un etkisinde sıçan karaciğerinde hem Cd hem de Zn biriktiğin de metallothioneinlerin depolayıcı bir fonksiyona sahip olduğunu göstermektedir. Yapılan çalışmalarda Cd derişiminin zamanla karaciğerde azaldığı böbrekte ise arttığı saptanmıştır. Cd’un karaciğerden böbreğe taşınması molekül ağırlığı düşük sülfür içerikli aminoasit aracılığıyla olmaktadır. Ağır metallerin sublethal derişimleri etkisinde metallothionein sentezi antijen etkisinde meydana gelen imminoglobulin senteziyle anolog bir olaydır. Metallothioneinlerin başlıca biyolojik fonksiyonlarını şu şekilde sıreleyebiliriz: 1) Metallerin depolanması 2) Metal toksisitesine karşı koruma ne metallerin detoksifikasyonu 3) Metallerin taşınmasında 4) İmmun cevap 5) Metal metabolizmasında Çinko-thionein; Araştırıcılar çinko-thionein’in çinko ve bakır metabolizmasında işlev yaptığını bulmuşlardır. Bu görüş çinko ve bakırın barsaktan absorbsiyonu ve çinko metabolizmasının homeostatik regülasyonu ile ilgili olduğunu gösteren deneysel çalışmalarla destektenmiştir. Çinko thionein çinkonun yüksek ortam derişimlerinin etkisinde vücudu çinko toksisitesine karşı korumakta ve çinko için bir kaynak oluşturmaktadır. Bakır-thionein: Yapılan çalışmalarca bakır thioneini fetusun bakır gereksinimini karşılamak için bir depo yeri olarak işlev yaptığı belirlenmiştir. Araştırıcılar bakırthioneinin kolayca oksitlenip redüklenebildiğini ve bakır sülfür içerikli bu proteinin mitekondrilerdeki elektron transportunda anahtar rol oynadığı ileri sürülmüştür. Maya ile yapılan çalışmalarda bakır thioneinin derişimindeki artışın sitokrom C miktarındaki azalmayla aynı anda meydana geldiği belirlenmiştir. Bunlarda bakır-thioneinin belirli ortam şartlarında sitokrom C oksidaz işlevini üslendiği sonucu çıkarılabilir. Bakır thionein ilk kez Wilson hastalığı septomlarını gösteren hastalardan izole edilmiş ve Wilson hastalığı sırasında bakır-thioneinin derişiminin arttığı gözlenmiştir. 12.23 Thionein Sentez Mekanizması Thionein çeşitli metal iyonlarından herhangi birinin etkisinde sentezlenebilen spesifik bir protein olduğundan sentezi biyolojik bakımdan oldukça ilgi çekicidir. Çeşitli doku ve organlarda metallothionein sentezine neden olan metallerin etki mekanizması henüz tam olarak bulunamamıştır. Actinomysin-D ve siklo hexamid gibi protein inhibitörleriyle yapılan çalışmalarda belirli metallerin etkisinde özellikle bunların biriktiği organlarda Metallothioneinler için yeni bir mRNA’nın sentezlendiği ileri sürülmüştür. Eğer hücrede mRNA’sı hazır bir şekilde bulunuyorsa kadmium gibi ağır metaller mRNA’yı inaktif bir formdan aktif bir forma dönüştürebilirler. Diğer bir ifade ile belirli ağır metaller hücredeki mevcut metallothionein mRNA’sını aktif forma dönüştürme kapasitesine sahiptir. 12.24 Thioneinlerin Metal Toksikolojisindeki Rolü ve Koruyucu Etkisi Bakır ve çinkonun yüksek derişimlerinde Cd ve Hg’nin düşük derişimlerinde metallothioneinlerin sentezi metal toksisitesi çevre ve sağlık açısında oldukça ilgi çekicidir. Çünkü metallothioneinlerin belirli metallerin toksik etkilerini azalttığı bilinen bir gerçektir. Metalin bir proteine sıkı bir şekilde bağlanması kısa sürede difüze olmasını engellediği gibi biyolojik reaksiyonlarda yer alan çeşitli enzimlerle proteinlere bağlanmasını engeller. Kadmiumun sublethal derişimlerinde etkisinden sentezlenen kadmium thioneinin yüksek derişimlerinin etkisinden gelen etkilerinin bir kısmının önlendiği saptanmıştır. Metallothioneinlerin kadmium toksisitesine karşı koruyucu etki kultüre alınmış insan derisinin epitel hücrelerinde de belirlenmiştir. Sonuç olarak hücrede bu proteinlerin sentezine belirli metaller neden olur. Metallothioneinler çinko, bakır, kadmium, civa gibi ağır metalleri bağlayarak bunların hücrede difüze olabilir formlarının derişimini düşürür böylece sözkonusu metallerin toksik etkilerini azaltır. 13 ÖZEL ARTIKLARDAKI TEHLIKELI MADDELER Kullandığımız birçok kimyasal madde tehlikeli madde olma özelliğini taşıyor ve ambalajı üzerinde bu özelliğini belirten çeşitli işaretler görüyoruz. Tehlikeli maddeler; patlayıcı, parlayıcı, kolay yanıcı, yakıcı, zehirli, mikrop bulaştırıcı, radyoaktif, aşındırıcı, kendi kendine tutuşan, ıslandığında yanan ve diğer tehlikeleri oluşturan maddelerdir. Üretim prosesinde kullandığımız birçok ürün bu özellikleri taşıyor. Belki bunun bilincindeyiz ve bu maddeleri kullanırken, depolarken dikkatli davranıyoruz. Belki de kullandığımız maddenin bu özelliğini bilmiyoruz ve oluşturduğu tehlikenin farkında değiliz. 13.1 Tehlikeli maddelerin özellikleri 11.7.1993 tarihli Resmi Gazete’de yayınlanarak yürürlüğe giren Zararlı Kimyasal Madde ve Ürünlerin Kontrolü Yönetmeliği’nde tehlikeli madde özellikleri aşağıdaki şekilde tanımlanmıştır: Patlayıcı: Belli bir sıcaklık ve basınçta herhangi bir hızda gaz oluşturarak kimyasal reaksiyon oluşturan ve bu yolla çevresindekilerin zarar görmesine neden olabilecek katı veya sıvı halde madde veya maddelerin karışımı demektir. Parlayıcı sıvılar: Parlayıcı kolay yanabilen demektir. Kapalı hazne deneyinde 60.5 0C, açık hazne deneyinde de 65.6 0C altındaki sıcaklıklarda parlayıcı buhar bırakan sıvılar, sıvı karışımları, çözeltide veya süspansiyonda katı madde karışımları ihtiva eden sıvılardır. (Örneğin, boya, vernik, cila gibi maddeleri içerip tehlikeli özellikleri nedeniyle başka bir sınıfa dahil edilmeyen maddeler içeren maddeler) Parlayıcı katılar: Patlayıcı sınıfından ayrı olarak, taşıma şartları altında kendiğinden kolayca yanabilen veya sürtünme sebebiyle yangına veya yangın başlamasına sebep olan katılardır. Kendiğinden yanmaya müsait katılar: Normal taşıma koşullarında veya havayla temas halinden ısınmaya ve bu şekilde yanmaya müsait maddeler. Suyla temas halinde parlayıcı gazlar bırakan maddeler: Suyla temas durumundakendiğinden parlayan veya tehlikeli sayılabilecek miktarda parlayıcı gazlar bırakan maddeler. Oksitleyici: Kendilerinin yanıcı olup olmamasına bakılmaksızın, oksijen verme yoluyla diğer maddelerin yanmasına neden olan vaya katkıda bulunanmaddeler. Organik peroksitler: Kendi kendine hızlanan egzotermik bozunmaya uğrayabilecek olan ısıl açıdan dengesiz organik maddelerdir. Toksik (zehirli) : Yutulması veya solunması sonucu insan vücudunda düşük oranlarda bulunması ile yada deriyle temas etmesi halinde öldürücü etkiye sahip akut etkiler gösterebilecek maddeler. Enfekte edici maddeler: Yaşayan mikroorganizmalar veya onların toksinlerini içeren ve bu nedenle de insan ve hayvanlarda hastalık yaptığı bilinen ya da tahmin edilen maddelerdir. Korozif maddeler: Canlı dokuyla temas halinde kimyasal olarak, geri dünüşlü ya da geri dönüşsüz ciddi zararlar verebilen, su veya hava ile temasında korozif duman yayan, sızıntı halinde diğer mallara ya da ulaştırma araçlarına zarar verebilen hatta tümüyle tahrip edebilen veya başka türden tehlikeler yaratabilen maddeler. Hava veya suyla temas halinde toksik gaz yayılması: Hava veya su ile temas halinde tehlikeli sayılacak miktarda toksik gazlar yayan maddeler. Ekotoksik: Serbest halde bulunmaları durumunda, biyoakümülasyon yoluyla çevre üzerinde ani veya gecikmeli olarak olumsuz etkiler yaratan veya yaratabilecek olan ve/veya biyotik sistemlerde toksik etkiler yaratan veya yaratması muhtemel maddelerdir. Bu tehlikeli özellikleri taşıyan maddelerin depolanması ve taşınması sırasında, maddenin çevre için olan tehlikelerini, koruma tedbirleri ve tehlikeli özelliğini belirten işaret ve yazıları taşıyan etiketlerin üzerinde bulunması gerekmektedir. 13.2 Tehlikeli maddelerin etiketlenmesi Zararlı madde veya ürünleri kullanan kişiler, bunların özelliklerine göre etiketlenmesinden sorumludur. Üreticiler, bu etiketlerde üreticinin adı ve adresi, maddenin kimyasal ve kapalı formülü, ürünlerin ticari adı, amaçlanan kullanım alanları ve içeriğine giren maddelerin tehlike sembollerini, özel tehlikelere karşı dikkat çekici ”çok şiddetli patlayıcı”, “şiddetli zehir” gibi ikazlar ve maddeler ait olan risk ve güvenlik önlemleri hakkında bilgiler, tehlike sembolü, kimyasal tanımı ve etkin madde yüzdesi hakkında bilgiler vermekle yükümlüler. Bu maddelerin kullanıldığı işletmelerde de kullanıcılar, bu sembolleri bilme li ve ürün buna göre işlem görmeli ve depolanmalı. Böylece, maddelerin oluşturacağı tehlike ve risklere karşı gerekli önlemler alınarak, güvenli bir kullanım sağlanır. Bu etiketler kabın büyüklüğüne uygun ve görünebilir boyutlarda olmalıdır. Tehlikeli özellikleri gösteren etiketler de şunlardır: 13.3 Depolama Tehlikeli maddeler, taşıma ve depolama esnasında çevre ve insan sağlığına zarar vermeyecek şekilde ambalajlanmalıdır. Içinde bulunan maddenin özelliklerini gösteren etiketler kap üzerinde bulunmalı ve bu ikazlara uygun olarak depolanmalı ve kullanılmalıdır. Tehlikeli maddelerin konduğu depolar, depolanan maddenin oluşturabileceği zararlar gözönüne alınarak, gerekli ısı, izolasyon, yıldırımdan koruma, havalandırma, alarm, yangın söndürme gibi sistemlerle donatılır ve amaca uygun malzemeyle inşa edilmelidir. Depolara ve bunların yakınına, depolanan madde veya ürünlerin yükleme, boşaltım ve kullanımları esnasında ortaya çıkabilecek tehlikeler ve bu tehlikelere karşı korunma önlemleri ile ilgili uyarı işaretleri asılmalıdır. Yönetmelikte tehlikeli maddelerin depolanması ile ilgili olarak yapılan sınıflandırma aşağıdaki gibidir: 13.3.1 Patlayıcılar: Patlayıcılar; darbe, ısı, sürtünme ile yüksek ısı ve basınç oluşturan maddelerdir. 1.1 Kitle halinde ve birden patlayanlar Örn: Dinamit, TNT, barut . 1.2 Mermi, şarapnel parçası ve benzeri fırlatabilen, fakat kitle halinde patlamayanlar. Örn: Fişek, kapsül. 1.3 Patlama şiddeti hafif, az da olsa parça fırlatma tehlikesi mevcut, fakat kitle halinde patlamayanlar. Örn: Havai Fişek. 1.4 Önemli bir zarar arz etmeyen patlayıcılar. Örn: Fünye, Maytap, Oyuncak kapsül. 1.5 Patlaması çok zor, fakat kitle halinde patlayabilenler. Örn: Amonyum nitratFuel oil karışımı. 1.6 Diğer patlayıcı maddeler. 13.3.2 Basınçlı gazlar: Bütün gazlar basınç altında depolanır ve taşınır. Dolayısıyla potansiyel "fiziksel patlama" tehlikesi oluştururlar. 2.1 Yanıcı gazlar; kapalı hacimde tüm yanıcı gazlar kimyasal patlama tehlikesi oluşturur. Hepsinin alt (LEL) ve üst (UEL) patlama sınırları vardır. Örn: LPG, hidrojen, asetilen. 2.2 Yanıcı ve zehirli olmayan basınçlı gazlar. Sadece fiziksel patlama tehlikesi: Azot, argon. Ayrıca yakıcılık (oksitleyicilik) tehlikesi: Oksijen 2.3 Zehirli ve boğucu gazlar; oksijenin dışındaki bütün gazlar boğucu etkileri nedeniyle zehirli kabul edilir. Zehirli: Karbondioksit. Tahriş edici gazlar: Klor, formik asit. Toksik gazlar: Fosgen, hidrojen florür 13.3.3 Yanıcı sıvılar: 3.1 Parlayıcı sıvı, tutuşma noktası 21o C’ den az olan maddelerdir. Örn: Benzin, benzol, toluol, etil asetat, butanon. 3.2 Parlayıcı sıvı, tutuşma noktası 2155o C arasında olan maddelerdir. Örn: Terebentin, gazyağı, motorin, butanol, aseton, metil alkol, toluen, asetik anhidrit. 3.3 Yanıcı sıvı, tutuşma noktası 55100o C arasında olan maddelerdir. Örn: Katran, fuel oil, motor yağları 13.3.4 Yanıcı katılar: 4.1 Alev alabilen ve kolay tutuşan katı maddeler: Kırmızı fosfor, magnezyum, proksilin plastikleri, naftalin, kükürt, ağaç tozu, kömür tozu, un, selüloit. 4.2 Kendi kendine tutuşabilen maddeler, açık havada kaldığında kendi kendine tutuşurlar ve kuvvetli şekilde yanarlar. Uygun ambalajlar içinde havasız ortamda saklanırlar. Örn: Beyaz Fosfor, sodyumpotasyumkalsiyum fosfor bileşikleri, alüminyum tozları 4.3 Su ile reaksiyona girerek yanıcı gaz oluşturan maddeler, su ile hatta havanın nemi ile reaksiyona girerek yanıcı ve patlayıcı olan hidrojen ve asetilen gazlarını açığa çıkarırlar. Örn: Sodyum, potasyum, kalsiyum metalleri, bu metallerin peroksitleri, kalsiyum karpit 13.3.5 Oksitleyici (yakıcı maddeler): Oksitleyici (Yakıcı) maddeler, kendileri yanıcı olmadıkları halde bünyelerinde yanma için gerekli olan oksijeni bulundurduklarından yanabilen maddelerle temas edince reaksiyon başlatırlar. Örn: Hidrojen peroksit, perklorik asit, sodyumpotasyum nitratlar, bu metallerin peroksitleri, permanganatları, kloratlar, perkloratlar, kalsiyum karbonat, kromik asit, amonyum nitrat. Organik peroksitler, kendiliğinden parlayarak parçalanma, çok hızlı yanma, şok veya sürtünme etkisine duyarlı olan maddelerdir. Başka maddelerle hızlı bir şekilde birleşme ve göze zarar verme özellikleri gösterirler. Örn: Benzoil peroksit, perasetik asit, asetil peroksit çözeltisi. 13.3.6 Zehirli maddeler: 6.1 Zehirleyici sıvı ve katı maddeler: Anilin, arsenik, metil bromid, karbon tetraklorid, çinko fosfit, hidrosiyanik asit, talyum tozları, kurşun bileşikleri, magnezyum ve kalsiyum kloratlar, cıva bileşikleri, dimetil sülfat, baryum sülfür, metil alkol 6.2 Mikrop bulaştırıcı maddeler: Antraks, zararlı mikroorganizmalar. 7. Radyoaktif maddeler: İyonize ışınlar yayarak atom ve moleküllerdeki elektronları yerinden koparmak suretiyle ışın hastalıkları oluştururlar. Örn: Radyoterapi işleminde kullanılan aktif gama kaynakları, kobalt , nükleer tıp laboratuvarlarındaki kaynaklar, teknesyum, iyot, paratonerlerde bulunan radyoaktif maddeler. 8. Aşındırıcı sıvılar: Kuvvetli asitler ve bazlardır. Demir, alüminyum gibi bazı metalleri aşındırdıkları gibi canlıları dağlayıcı özellik gösterirler. Örn: Asitler: hidroklorik asit (tuzruhu), sülfürik asit, nitrik asit (kezzap), Bazlar: sodyum hidroksit (kostik), potasyum hidroksit, sodyum hipoklorit. 13.3.7 Diğer tehlikeli maddeler: Yukarıdaki sınıflandırmanın dışında kalan tehlikeli maddeler. Örn: Asbest, malathion (Pestisid), amyant. Tehlikeli maddelerin kullanımı esnasında, üretici tarafından verilen kullanma talimatındaki dozaj kurallarına ve dozajda, istenilen ve yeterli etki için gerekli miktarların gösterilmesi, özel durumlardaki kullanım ve özel şartlar altında dozaj gerektirdiğinden, izin verilen miktarlara uyulmalıdır. Madde veya ürünün depolanması, herhangi bir dökülme veya sızıntı anında zararsız duruma getirilmesi ve imha edilmesi ile ilgili talimatlara uyulmalıdır. Tehlikeli maddelerin kullanılması esnasında yapılması gerekenler Kolay tutuşabilir maddeler buhar ve havayla birleşince patlayabilen karışımlar oluştururlar. Oluşan buhar görünmez ve tabana çöker. Kanalizasyonlarda patlama tehlikesi oluşturur. Solunum organları ve cildi tahriş eder. Nefes alma, yutkunma ve deri ile temasta zehirlidir. Bu nedenle kullanırken: ♦ Ateş kaynaklarından uzak tutulmalı, sigara içilmemeli. ♦ Kanalizasyona dökülmemeli. ♦ Uzun süre maruz kalındığında sağlığa zarar verdiğinden dolayı maruz kalmaktan kaçınılmalı. ♦ Gözlerle, deriyle veya kıyafetlerle temastan kaçınılmalı. ♦ Tabanda teknik olarak havalandırma yapılmalı. ♦ Kaplar sıkıca kapalı tutulmalı. ♦ Basınçlı sprey kutuları 50 0 C üzerindeki sıcaklıktan ve güneş ışığından korunmalı. Aleve karşı ve kor halindeki maddelere püskürtülmemeli. Sağlığa zararlı maddeler deriyle temasta ve yutkunmada zarar verirler. ♦ Gözlerle, deriyle veya kıyafetlerle temastan kaçınılmalı. Koruyucu eldivenler ve gözlükler kullanılmalı. ♦ Açığa çıkan küçük miktarlar bağlayıcı madde ile emdirilmeli. Aşındırıcı maddeler ciddi yanıklara neden olurlar. Organik doku ve tekstil maddelerini yok ederler. Bu nedenle kullanımları sırasında: ♦ Gözlerle, deriyle veya kıyafetlerle temastan kesinlikle kaçınılmalı. Sızdırmaz, asit geçirmez koruyucu kıyafetler (eldivenler, gözlük, önlük ve gerekirse yüz koruyucu) kullanılmalı. ♦ Asit dumanı oluşumlarından kaçınılmalı. Patlama tehlikesi olan maddeler darbe, sürtünme, ateş veya diğer ateş kaynaklarından dolayı patlama tehlikesi gösterirler. ♦ Isıdan ve darbeden uzak tutulmalı. ♦ Üreticinin özel talimatlarına dikkat edilmeli. ♦ Çevrede sadece eğitilmiş personel bulundurulmalı. Bu maddelerden kalan ve atık olarak nitelendirilen maddeler, tehlikeli atık olarak işlem görmeli ve evsel atıklara karıştırılmadan ayrı toplanmalıdır. 13.4 - 1,2 Diklorpropan (C3HgCl2); Propülenklorür-propülendiklorür de eş anlamlı olarak kullanılmaktadır. Kaynama noktası 96.50 C yoğunluğu 1.15 g/m3 koku konsantrasyonu 50 ppm, suda zor çözünümü 6000 C de ateşlenir. Oral (fare) YD 50: 1900 mg/kg MAK sınır değeri 75 ppm = 350 mg/m3 vd. 1.2 Diklorpropan renksiz, kolay hareket edebilen bir sıvıdır. Tatlı, kloroforma benzer bir kokusu vardır. Su da çözülmesi zordur, organik çözücülerin çoğunda çözülür. Kuru haliyle uzun süre saklanır. kolay uçucu ve yanıcı madde olduğu için havada patlayıcı karışım oluşturur. Buharların tenefüsü solunum yolunu tahriş eder, başağrıları meydana çıkmasına, başdönmesine , kusma olaylarına neden olur. Aşırı durumlarda bilinç kaybına ve ölüme sebep olmaktadır. Zaman zaman ve uzun süreli etkileri ise karaciğer böbrek ve kab rahatsızlıklarını meydana getirir. Lokal temaslar ise yanmaları ve yara oluşmasına bir nedendir. Çevreye olumsuz etkileri ise toksitite testleri ile ortaya konulmuştur. Oral dozlamada farelerin % 50 si 1900 mg/kg, siçanların da % 50'si 850 mg/kg miktarlarında ölmüştür. Fareler 20 kere altı saat olarak uygulanan 1000 ppm'lik konsantrasyonu soluma deneylerinde saptanmıştır. ölüm olayı görülmemiş; ancak karaciğerlerinde toksik belirtiler Reçine, vaks, katı yağ, sıvı yağ, kauçuk ve lastikler için çok iyi çözgendir ve sanayide yaygın kullanımı vardır. Bitum, asfalt, zift gibi maddeleri de kolay çözdüğü için yapı koruma izdasyon maddelerinin, çatı ruberoitlerinin imalatında da kullanılmaktadır. 1,2 Diklorpropan ve diklorpropan içeren artıkların depolanması imkansızdır. Bunlar kolay uçucu ve ateşlenebilir maddeler oluşu nedeni ile depolanamaz. Ancak denizlerde veya duman gazı yıkama tesisi bulunan özel artık yakma tesislerinde yakılabilir. Perklorlama tesislerinde kullanılması özelliğine sahipse arada değerlendirilebilir. 13.5 Kloroform-Triklormetan (CHCl3) Kloroform renksiz tatlı kokan bir sıvıdır. Kaynama noktası 61,3 oC yoğunluğu 1.49 g/cm3 koku yayma sınırı 50-200 ppm ve ateşlenemez yanmaz. İnsanlar için zehirlilik sınırı 0.5- 5 g/kg; sıcak kanlılar için 2.2-9.8 g/kg, balıklar için ise 10-150 mg/l dir. MAK 10 ppm = 50 mg/m3 dür. MİK ise 1/2 saat için 30 mg/m3, 24 saat için ise 10 mg/m3. 1ppm = 4.962 mg/m3; 1 mg/m3 = 0.202 ppm demektir. Suda zor çözünen fakat organik bileşiklerde iyi karışır. Su ile azeotrop oluşturur; 56.1 oC'de kaynar, % 97.2 kloroform içerir. Kloroform klasik bir narkotikum'dur. Günümüzde kullanımı sakıncalarından dolayı azaltılmıştır. Buharının inkalasyonu reaksiyona ve ile aşamada da felce sebep olur. Akut fazla dozlama kalb durması nedeniyle ölüme sebep olur. İnsanın kendinden geçmesi için 5000-7000 ppm, tam narkez için ise 1400 ppm konsantrasyon gereklidir. 16.000 ppm'den büyük konsantrasyonlarda nabız artışı durmaktadır. Diğer alifatik klorluhidrokarbonlar gibi karaciğere, kalbe, böbreklere zarar verir. Az miktarda da olsa sular için tehlikelidir. Yüzeysel sularda konsantrasyonu 0.001-0.005 mg/l 'den olmaktadır. Biyolojik atıksu arıtma tesisleri ise 10 mg/kg üzerinde konsantrasyon içermesi halinde olumsuz etkilenir. Emisyon değeri 150 mg/m3'dür. 13.6 Anilin-Aminobenzol-Fenelomin-Anilinyağ(C6H7N) Amilin'le çalışanlar mutlaka deri temasından korunmalıdırlar (maske, eldiven, önlük v.s) anibin bulunanderi sadece su ile yıkanmalıdır. Anilin yanabilir, ısıtınca zehirli buharlar oluşmaktadır. Yüksek sıcaklıklarda da patlayıcı gaz karışımını oluşturur. Anilin serin iyi havalandırılan yerlerde ve emniyetli kaplarda saklanmalıdır. Toksik etkisi planktonlarda stoplankton 10 mg/l, Daphnia zooplanktonlarda 0.4 mg/l, balıklarda 100-1000 mg/l ve memeli hayvanlarda 0.5-2.5 g/kg dolayında görülmektedir. Anilin, aromatik aminler sınıfının en asit bileşiğidir. Eskiden nitrobenzolun demir ve su ile hidroklorit asit varlığında işleme tabi tutulmasıyla elde edilirdi. Son zamanlarda gaz fazındaki nitrobenzolun basınçsız katalitik hidnitleştirilmesi ile elde edilmektedir. 13.7 2.4. Toluülendiizosüyonat = 2.4-Diizosüyonattaluat = TDI 80/20, = Desmodur T6S, = T80 = Lupranat T 80 (C9H6N2O2) 2,4 Taluülendiizosüyanat oda sıcaklığında ince sıvı renksiz-sarımtrak renkli bir madde kokusu ısırıcı bir etkiye sahip kaynama noktası 250 oC, ateşleme sıcaklığı 145 o C, yoğunluğu 1.22 g/cm3 Toksisitesi insanlar için 0.5 ppm ; sıcakkanlılarda fareler (oral) 5800 mg/kg; MAK-değeri 0.14 mg/m3 = 0.02 ppm 1 mg/m3 = 0.138 ppm; 1 ppm = 7.239 mg/m3 dür. TDI su ile karışmaz 50 oC nin altındaki sıcaklıklarda çok yavaş su ile reaksiyona girer. yüksek 8 canlılarda reaksiyon hızlanır. reaksiyon sırasında gaz şeklinde karbondioksit çıkar ve katı, çözülmeyen polüüre bileşiği kalır. TDİ buharları insan için tehlikelidir. Bu nedenle de önlemi alınmalı, havalandırma düzeni iş yerinde mutlaka bulunmalıdır. Poluüratan kaplama firça ile yapıldığında tehlikeli olmayabilir ancak tabanca ile püskürtülerek yapıldığında çok tehlikelidir; aerosol solunum yolu ile alınmamalıdır. TDİ transportu, havalandırmadan gelen emisyonlarda ve yakma sırasında çevreye zarar verebilir. TDİ sızıntıları kum, toprak ve kizelgur ile örtülebilir. 13.8 Akrülnitril= Akrilasitnitril = Arkroilnitril = Vinülsiyonür (C3 H3 N) Renksiz sıvı, kaynama noktası 77 oC yoğunluğu 0.819 km3, ateşleme sıcaklığı 480 oC koku yayma sınır değeri 45 mg/m3 suda kolay çözünür.Toksisitesi insanlarda 50-500 mg/kg; sıcak kanlılarda 35-90 mg/kg; balıklarda 11-100 mg/l, planktonlarda 20-25 mg/l. 1mg/m3 = 0.44 ppm; 1 ppm = 2.25 mg/m3. Bileşiğini reaksiyon yeteneği çok yüksek ve spontan olarak polimize olmaktadır. Zararlılarla mücadele ilacı A crylan ve ventox'un büyük bir kısmı akrilnitril'den oluşmaktadır. Akrilnitril çok zehirli etkisi olan bir maddedir. Zehirliliği bir yandan molekülün venil yaısından diğer yandan da nitril grubundan gelmektedir. Tatlı su balıkları için sınır 38-68 mg/l, 40 ppm köpek lerde hafif zehirlenme; kobaylarda LD50 50 mg/kg belirlenmiştir. 13.9 Siyanik asiti = Formonnitril = karıncaasiti nitrili(HCN) Renksiz bir sıvıdır, kokusu acı bademi andırır. Kaynama noktası 24.6 3 o o C 3 yoğunluğu 0.699 g/m . Ateşleme sıcaklığı 535 C, koku yayma sınırı 1 mg/m . toksitesi insanlarda 1 mg/kg sıcak canlılarda 4 mg/kg; balıklarda 0.03-0.3 mg/l, mikroorganizmalarda 1 - 16 mg/l, MAK değeri 11 mg/m3 tür. 14 KAYNAKLAR o F. Holleman, E. Wiberg, “Lehrbuch der Anorganischen Chemie”, Walter de Alexander Rether, 2002, Doktora Tezi, Münih Teknik Üniveristesi, EntwickAkçiğer und Charakterisierung wasserlöslicher Benzoylthioharnstofffunktionalisierter Polymere zur selektiven Abtrennung von Schwermetallionen aus Abwässern und Prozesslösungen o Available: http://www.umweltbundesamt.de/ uba-info-daten-t/datent/ o Bigersson, O. Sterner, E. Zimerson, Chemie und Gesundheit “Eine verst♪ 2ndliche Einführung in die Toxikologie”, VCHVerlagsgeselschaft, 1988, ISBN 3-527-26455-8 o Dökmeci I. Toksikoloji: Zehirlenmelerde Tani ve Tedavi. 3. baski, Istanbul, Nobel Tip Kitabevleri, 2001:1-52. o DR, Marshall WJ. “Heavy Metal Poisoning and Its Laboratory Investigation” (Review Article), Annals of Clinical Biochemistry 1999; 36: 267-300. o Gallo MA. History and scope of toxicology. In: Klaassen CD, ed. Casarett and Dull’s Toxicology: The Basic Science of Poisons, 6th edition, USA, McGraw-Hill, 2001:3-10. Ramutsaki IA, Ramoutsakis YA, Tsikritzis MD, Tsatsakis AM. The roots of toxicology: an etymology approach. Vet Human Toxicol 2000; 42:111. o Gruyter Verlag, New ork, 1995, ISBN 3-11-012641-9 o http://www.atsdr.cdc.gov/toxprofiles/phs5.html o http://www.epa.gov/epaoswer/hazwaste/minimize/cadmium.pdf o http://www.healthy.net o http://www.inchem.org o http://www.msceast.org/hms/res_field.html o http://www.msceast.org/hms/res_field.html o http://www.osha-slc.gov/SLTC/cadmium o Informationen des Umweltbundesamtes: Umweltkatastrophen. [Online]. o John H. Duffus, “Environmental toxicology”, New York : Wiley, 1980 8. European Commission DG ENV. E3 Project ENV.E.3/ETU/2000/0058, “Heavy Metals in Waste” February 2002, Danimarka o John H. Duffus, Howard G.J. Worth, “Fundamental toxicology for chemists”, Cambridge, UK : Royal Society of Chemistry Information Services, c1996 5. Baldwin o Koeman JH. Toxicology, history and scope of the field. In: Niesink RJM, Vries J, Hollinger MA, eds. Toxicology: Principles and Applications, 1st edition, USA, CRC Press, 1996: 3-14. o Lascaratos JG, Marketos SG. The carbonmonoxide poisoning of two Byzantine emperors. J Toxicol Clin Toxicol 1998; 36: 103-107. o Moog FP, Karenberg A. Toxicology in the old testament. Did the High Priest Alcimus die of acute aconitine poisoning? Adverse Drug React Toxicol Rev 2002; 21: 151-6. o Trace Elements in Human Nutrition And Health” World Health Organization Geneva 1996. o umweltkatastrophen.htm. [15.12.97]. o Walter Mertz, “Trace Elements in Human And Animal Nutition-15th Edition” Volume 1 1987 Academic Pres. o Wax PM. It’s happening again. Another diethylene glycol mass poisoning. J Toxicol Clin Toxicol 1996; 34:517-520. o Wax. PM. Historical principles and perspectives. In: Goldfrank LR, Flomenbaum NE, Lewin NA, Weisman RS, Howland MA, Hoffman RS, eds. Goldfrank’s Toxicologic Emergencies, 7th edition, USA, The McGraw-Hill Companies, 2002:117. o Wax. PM. Toxicologic plagues and disasters in History. In: Goldfrank LR, Flomenbaum NE, Lewin NA, Weisman RS, Howland MA, Hoffman RS, eds. Goldfrank’s Toxicologic Emergencies, 7 th edition, USA, The McGraw-Hill Companies, 2002: 23-34. o ww.umweltbundesamt.de/ htm.[15.12.97]. uba-info-daten- t/daten/umweltkatastrophen. o Eurotox Basic Course Notes; EUROTOX Basic Toxicology Course organized by the Hellenic Society of Toxicology and the University of Crete (Heraklion, Crete Greece - October 18 – 23, 2010).
